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人工智能水下机器人,帮助人类探测海底
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发表时间:2018-05-15 14:04

加州大学的工程师和海洋生物学家发明了一种新型水下机器人,它可以在没有电的情况下在盐水中游泳。相反,机器人使用充满水的人造肌肉来推动自己。这个机器人,它连接在一个透明的电子电路板上。

研究人员称,机器人是未来发展的关键,因为机器人可以在海洋中游泳,而不需要担心和伤害动物。今天,大多数设计用于观察海洋生物的工具都是刚性的和潜艇式的,由带有噪音螺旋桨的电动马达驱动。

“我们的机器人不用螺旋桨,而是用柔软的人造肌肉像鳗鱼一样在水下移动,而且不发出任何声音,”加州大学圣迭戈分校(UC San Diego)雅各布斯工程学院(Jacobs School of Engineering)的博士生凯勒·克里斯蒂安森(Caleb Christianson)说。

水下机器人

这个机器人的关键是利用海水中的盐水来帮助产生驱动。该机器人配备了电缆,对周围的盐水和它的人造肌肉内的水都施加电压。机器人的电子设备会在机器人外面的水中释放负电荷,并激活机器人内部,产生正电荷。电荷使肌肉弯曲,产生机器人波动的游泳运动。这些电荷位于机器人的表面之外,携带的电流非常小,因此它们对附近的海洋生物是安全的。

“我们最大的突破是把环境作为我们设计的一部分,”加州大学圣地亚哥分校雅各布斯学院的机械工程学教授迈克尔·t·托利(Michael T. Tolley)说。“将会有更多的步骤来创造一个高效、实用、无绳的水下机器人,这一点我们已经证明了这是可能的。”

此前,其他研究小组开发出了具有类似技术的机器人。但是为了给这些机器人提供动力,工程师们使用的材料需要在半刚性框架内保持恒定的张力。科学机器人研究表明,这些框架是不必要的。

“这在某种程度上是水下探索中最柔软的机器人,”托利说。

该机器人在加州大学圣迭戈分校斯克里普斯海洋学研究所的伯奇水族馆内的盐水水箱里进行了测试,并在托利的实验室里进行了测试。

机器人人造肌肉内的导电室可以用荧光染料。在未来,荧光可以作为一种信号系统。

下一步还包括提高机器人的可靠性和几何尺寸。研究人员需要改进镇流器,使机器人装备重量,使其能潜得更深。目前,工程师们已经用一系列的物体,如磁铁,来临时压舱重量。在未来的工作中,研究人员设想为他们的鳗鱼机器人建造一个头部,用来安置一套传感器。

这项研究得到了海军研究办公室的资助。Christianson得到了国家科学基金会研究生研究奖学金的支持。更多服务机器人应用场景


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