机器人鱿鱼和机器人扇贝展示生物启发的水下推进

2019-08-02 16:19:57    来源:    作者:

大多数水下机器人使用两种方式之一。第一种方式是螺旋桨,第二种方式是鳍。但动物向我们表明,有更多种类的水下运动,可能为机器人提供独特的好处。我们将看看ICRA今年发表的两篇论文,其中展示了生物启发的水下机器人以创造性的新方式移动:喷射动力的鱿鱼机器人可以跳出水面,加上机器人扇贝就像真实的东西一样移动。

这种来自中国北京航空航天大学的 “鱿鱼状水上飞行器” 仿照鱿鱼飞行模仿。真正的鱿鱼,除了美味外,还使用喷水推进自己,这些喷射器足够强大,以至于一些鱿鱼不仅可以跳出水面,而且通过在空中继续喷射实际上可以在短时间内实现受控飞行。飞行阶段通过使用鳍作为手臂和翅膀来延长,以产生一点升力。真正的鱿鱼使用这种多模式推进力来逃避掠食者,而且速度也快得多 - 鱿鱼可以在空中加倍其正常游泳速度,每秒最多飞行50个体长。

鱿鱼机器人主要由压缩空气提供动力,它储存在鼻子的圆筒中(鱿鱼有鼻子吗?)。翅片和臂由气动执行器控制。当机器人想要在水中移动时,它打开一个值以释放适量的压缩空气; 立即释放空气产生足够的推力,使机器人鱿鱼完全从水中射出。

我们被告知,机器人鱿鱼可以通过跳跃在10到20米之间行进,而在水下使用它的喷射只需要10米。目前,鱿鱼只能喷射一次喷射,但研究人员计划用压缩空气替换压缩空气,如液体二氧化碳,这将允许延长操作和多次跳跃。使用鳍进行动态控制还有很多工作要做,研究人员称这将“揭示自然飞行鱿鱼运动的优越性”。

“带有柔软变形鳍和臂的鱿鱼式水上飞行器的设计与实验”,来自北京航空航天大学的陶刚,杨兴邦,苏浩红,江步辉,陈灵坤,王天苗,梁建红,来自中国北京航空航天大学在蒙特利尔的ICRA 2019年发表。

RoboScallop是一款“双壳激发游泳机器人”,来自EPFL的 可重构机器人实验室,由Jamie Paik领导。真正的扇贝,除了美味外,还可以通过打开和关闭它们的外壳来推动自己,从背面产生喷射水。通过缓慢地重复打开它们的壳然后快速关闭,扇贝可以以完全在它们身体内部的方式产生向前推力。相对于像鳍或旋转螺旋桨这样的东西,扇贝简单而坚固,特别是当你缩小或开始观察大群机器人时。EPFL研究人员将他们的机器人扇贝描述为“对危险或持续使用具有鲁棒性,在微妙环境中安全且设计简单的独特组合”。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。