马里亚纳海沟被视为地球最深邃的区域,以其极端的环境著称。过去,只有重达数吨的刚性潜航器才能抵达此处。
一台长度不足50厘米、重量仅1.5千克的灵巧机器人“小精灵”突破了这一界限,为深海探索引入了新的机遇。这一成就刊登在《科学-机器人》杂志上。
多模态运动设计:仿生灵感与技术实现此机器人由北京航空航天大学等机构历时六年联合研发。团队借鉴蝙蝠鱼的活动方式,打造出能够进行游动、滑翔、爬行的多功能机器人。
机器人依托手性双稳态超材料结构,在0.75秒内实现游动与走动之间的快速转换,可适应各种海底地形及任务需求。
克服深海挑战:创新驱动技术深海高压对机器人性能构成重大挑战,特别是柔性驱动器材料在压力下模量增加导致性能下降的问题。
团队开发了新式驱动装置,利用手性超材料双稳态切换突跳效应,实现高效驱动,逆转深海高压的不利影响为推进力。
针对深海低温,使用形状记忆合金的拮抗驱动,通过控制周期性电流加热,使其交替收缩,带动手性超材料单元变换,从而实现驱动器的快速循环运动。
展望未来:提升能力与应用广度在未来研究团队计划进一步提高该小型机器人的续航能力与运动效率,目标是覆盖更大范围的深海探测与监测,助力于海洋资源开发、考古发掘以及环境监测等领域的发展。
