在遥远的马里亚纳海沟,那里是地球最为深邃且环境极端之地,长久以来,仅有笨重的大型潜航器能够抵达这一万米深渊。然而,这一局面近日被一款小巧灵活的深海机器人所打破。
这款名为“小精灵”的机器人,体长不足半米,重量仅为1.5千克,却成功挑战了这一深海禁区,相关研究成果已在《科学-机器人》杂志上发表。这款小型深海可变形机器人由北航等科研机构历经六年精心研发而成。
“小精灵”的设计灵感源自于蝙蝠鱼的独特运动模式,使其具备了游动、滑翔以及爬行等多种运动能力。它能够灵活适应各种复杂的海底地形和任务需求。
尤为“小精灵”能够在0.75秒内迅速实现从游动到走动的转换,这得益于其采用的手性双稳态超材料结构。这一创新设计使得机器人在面对深海高压环境时,能够巧妙地将不利影响转化为驱动力。
深海高压对机器人驱动器的材料性能提出了严峻挑战。为了克服这一问题,研发团队设计了一种全新的驱动装置。该装置利用双稳态手性超材料结构在切换时产生的突跳效应,实现了高效且稳定的驱动。
针对深海低温的特殊环境,团队还采用了形状记忆合金进行拮抗驱动。通过周期性电流加热,形状记忆合金会交替收缩,从而驱动手性超材料单元进行切换,实现驱动器的快速循环摆动。
“小精灵”的成功研发,不仅为深海探索开辟了新的可能,更为未来的海洋资源开发、考古发掘以及环境监测等领域提供了有力的技术支撑。
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