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浙大研發新型水下機器人:「積木」塊放下去,機器人遊起來

2024-03-28科學

潮新聞 記者 何冬健 通訊員 周煒

浙大科研人員搭出水下「無人機」

能在水下重組「合體」、變身不同型別機器人的「積木」塊,你見過嗎?

記者日前在浙江大學就看到了一種新型水下機器人。它由一系列可互換的膠質立方體模組構成,就像搭「積木」一樣,研究人員只需在水下簡單將模組壘在一起,就能拼搭出可以完成各類任務的機器人。

浙大科研人員搭出自主式水下機器人

每個立方體都是具備不同功能的單元模組,如電源模組、感知模組或運動模組。研究人員向記者展示,如果將感知模組放在電源模組的一側,運動模組放在另一側,可以組裝成一台自主式水下機器人,靈活在水中開展巡航任務;而將運動模組對稱布放在電源模組四周,機器人可以像無人機一樣完成水下垂直起降。

復雜的水環境對機器人實作「水生」提出挑戰:各種元器件的效能必須保持穩定,同時模組之間的資訊、能量傳輸也必須穩定的。傳統的水下機器人在制造和維護階段是「旱鴨子」,不管是金屬或亞克力外殼的「骨骼系統」,還是作為「大腦與肌肉」的各種電子元件,都無法滿足水下重組的需要,一旦需要維修,首先要打撈上岸。

浙大研發的新型水下機器人 受訪者供圖

浙大電氣工程學院教授周晶介紹,新型水下機器人的靈感來自一種生活在海底深淵的獨特海洋生物——深海獅子魚,它的骨骼零散地分布在如凝膠一般柔軟的身體中,模仿這種身體結構,使用膠質材料對零散分布的電路元器件進行封裝,可以同時起到密封與耐壓的效果,能夠承受深海處近百兆帕的巨大壓力。

不同「積木」之間能量和資訊的互動,也是水下重組的關鍵。工程師趙黎明說,這裏主要采用了電磁耦合的方式,實作了電氣和資訊的連線。比如電能以及控制訊號可以從電源模組傳輸到運動模組。此外,每個模組的兩到四個面設計為拓展的接觸面,接觸面上設定有磁鐵,用以輔助模組之間的連線鎖緊。

周晶說,該機器人可配備各種傳感器、網路攝影機和聲納系統來收集數據和影像,為海洋領域的科學研究、環境保護、救援任務和工業套用開辟了新的可能性,也為海洋現場維護和模組更換提供了新的解決方案。

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