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作者: pp电子(中国)·官方网站 阅读数: 78 发布时间:

  说到水下软体机器人,大多都是模仿鱼类、海星、水母等生物。其实还有科学家在“树叶在空中飘动而掉落”中汲取灵感,开发了一款水下软体机器人,还登上了机器人顶级期刊《SCIENCEROBOTICS》的封面!今天Aigtek安泰电子就给大家分享一下他们的研究成果。

Aigtek安泰电子:Swimming Leaf水下软体机器人的研究成果分享

  这款机器人被称为“SwimmingLeaf”,(下称“树叶”),由韩国首尔国立大学机械工程系的研究小组开发,能够自主游泳,向下游动时就和树叶飘落一模一样。还具有整合探索和维护海洋环境所需的各种功能的潜力,比如捡起水底的塑料垃圾。

  要想设计一款会游泳的树叶机器人,就要先搞清楚落叶飘落时的运动动力学问题。研究人员发现,树叶上有关键的9个质量点,每个点上的点质量会在质心和浮力之间造成偏移,从而产生与环境耦合的内部扭矩,就是我们平时看到的树叶“摇摇晃晃”飘落下来。

Aigtek安泰电子:Swimming Leaf水下软体机器人的研究成果分享

  那如何让“树叶”机器人按照我们想要的方式运动呢?树叶飘落的关键之处在于,这种运动高度依赖于树叶上的密度分布,并且在水下环境中效果会进一步放大。于是,改变“树叶”的密度分布,就是机器人自主运动的关键!

Aigtek安泰电子:Swimming Leaf水下软体机器人的研究成果分享

  研究人员将一层薄薄的软复合材料制成叶片,在叶片上附上了一个“浮力皮肤”驱动器,由充满液体的弹性体(称为“肌肉”)和柔软的电子电路组成,将电路加热到一定程度时,内部液体会产生连续的剧烈体积变化从而改变其密度,密度变了,则浮力也会发生改变。

Aigtek安泰电子:Swimming Leaf水下软体机器人的研究成果分享

  电子电路上有不同的三个激活位点,通过控制热量施加的位置点,可以控制不同点位上的浮力,从而实现两种运动步态:

Aigtek安泰电子:Swimming Leaf水下软体机器人的研究成果分享

  三个点位浮力均匀分布:

Aigtek安泰电子:Swimming Leaf水下软体机器人的研究成果分享

  三个点位浮力不均匀分布:

Aigtek安泰电子:Swimming Leaf水下软体机器人的研究成果分享

  这种密度分布控制技术无需使用螺旋桨或其他推力装置,也无需大幅改变物体的形状,就可以通过的任意结构移动到所需位置,不仅让薄薄的“树叶”动起来,连花盆也不在话下。

  这片小小的“树叶”有什么作用呢?

  研究人员称,它具有探索和维护海洋环境的具大潜力,可以从小到一毫米的大小到几米甚至更大的大面积广泛使用。为了证明这种可能性,研究人员做了一个实验,结合折纸设计展示了大面积的水面除油污功能。

Aigtek安泰电子:Swimming Leaf水下软体机器人的研究成果分享

  把机器人放在一个小水箱中,这里它不是以“树叶”的形式,而是利用了超疏水-超亲油吸附片制作了一个自展开折纸框架,下水后几秒钟就可展开。随后机器人可对准油污区域,自动游到溢油区并去除污染物。如果把亲油吸附片换成轻薄的多个胶粘片,机器人还可以清理水底的塑料垃圾:

Aigtek安泰电子:Swimming Leaf水下软体机器人的研究成果分享

  ATA-L系列水声功率放大器,是一款宽频带能输出较大功率的单通道放大器。最大输出1200Vrms电压,6500VA功率,可驱动0~100%的阻性或非阻性负载,客户可根据测试需求灵活调节,它在水下软体机器人的驱动及研究中也有着良好的应用

ATA-L50

  最大输出功率6500VA

  带宽(-3dB)200Hz~120kHz

  最大输出电压1200Vrms

  宽频带大功率

  水下领域专用仪器

  ATA-L系列水声功率放大器的应用场景广泛,针对水下测试我们可进行:海洋探测、海洋环境监测、海洋资源开发、海洋科考、海运航道规划、渔业与海底资源探测、地形地貌扫描方面的实验与研究。

西安安泰电子是专业从事功率放大器高压放大器功率放大器模块、功率信号源、射频功率放大器、前置微小信号放大器、高精度电压源、高精度电流源等电子测量仪器研发、生产和销售的高科技企业,为用户提供具有竞争力的测试方案。Aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线,且具有相当规模的仪器设备供应商,样机都支持免费试用。如想了解更多功率放大器等产品,请持续关注安泰电子官网www.aigtek.com或拨打029-88865020。

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