中国机器人在10666米海底漫步我国深海小型机器人成功下潜至万米海低-优鸟教育-优鸟教育

中国机器人在10666米海底漫步我国深海小型机器人成功下潜至万米海低在地球深处马里亚纳海沟的10000米谷底,压力相当于一头一吨重的犀牛站在指甲上,温度接近冰点。对于体长不到1米的小型机器人来说,这里的极端环境曾经是一个“雷区”,这将使它们陷入困境。

近日,由北京航空航天大学、中国科学院深海研究所、浙江大学等单位组成的科研团队发布了深海小型潜水机器人的最新成果。在马里亚纳海沟等深海环境测试中,它们的运动性能与实验室的常温和常压相当,甚至超过了实验室。这一成果已在著名国际学术期刊《科学·机器人》上发表。

从中国南海海马冷泉水深1384米的深海小型机器人检测图片可以看出,深海小型机器人的游泳、滑行、变形、爬行等科目均已成功完成,深海的性能甚至超过了道路实验室。

北航机械工程与自动化学院研究生左宗昊:海试的表现超出了之前实验室的预期,因为它的驱动性能受到静水压力的提高,表现更好。当时看到这个我们很兴奋。中国机器人在10666米海底漫步我国深海小型机器人成功下潜至万米海低

此前,该团队对小型深海机器人进行了多次深海测试,最深的深度是马里亚纳海沟10666米深的海底,这是由于新设计的软深海驱动器。即使在数万米的海底,小型深海机器人仍然可以像蝙蝠一样在海底游泳和滑行,像龙虾一样在海底爬行,顺利改变各种运动状态,完美适应复杂的深海环境。

北航机械工程与自动化学院教授文力:其在深海下的运动性能与常温常压陆地上的运动性能相当,甚至超过。例如,在我们实验室的水箱中,让机器人做一个动作。在深海下,它所做的运动的动作性能、爬行速度和游动速度几乎相同。它在深海中的压力似乎不存在。

另辟蹊径的技术研发六年来,建设深海科研工具

据专家介绍,世界上只有少数国家能够制造大型潜水器,尤其是载人潜水器。它们被称为大国的重型设备,研发和制造非常困难。然而,与大型潜水器相比,小型深海机器人的开发难度并没有因为它们小而降低,这在许多方面可能更加困难。中国机器人在10666米海底漫步我国深海小型机器人成功下潜至万米海低

这个深海小机器人在视频中体重不到50厘米,体重只有1.5厘米。KG,与中国自主开发的36吨深海潜水器“奋斗者”相比,深海小型机器人的体积和重量确实微不足道。然而,由于其体积小,这种小型机器人基本上不使用大型潜水器研发过程中获得的研究成果、技术和经验。

北航机械工程与自动化学院教授文力:驱动部件尤其难以移动。深海大型潜水器使用的电机非常重,因为它需要保护,这相当于在其移动部件上添加一个厚厚的外壳,以抵御外部深海压力。然而,如果这个问题是在这么小的机器人上进行的,那么如何减少、轻量化和小规模地减少驱动程序是非常困难的。

对于小型机器人来说,10000米深海压力相当于压制一个小冰川,这对深海小型机器人的关键部件驱动部件提出了重大考验。我们不仅要承受深海环境的巨大压力,还要承受几℃的低温;它应该足够轻,足够小;性能应该足够。没有现成的技术,研究团队只能找到另一种方式。

北航机械工程与自动化学院教授文力:我们巧妙地使用了一种叫做手性双稳态结构的玩具,就像我们平时可能玩过的一些玩具一样。如果它从一侧的凸起稍微强大一点,它就会跳到另一侧。这一原则在深海中非常有效。原因是深海的压力会使这种柔软而突然的东西变得更硬。

通过独特的设计,机器人可以像深海中的“风火轮”一样,在深海中实现更高的驱动速度和范围。研发人员还使用了形状记忆合金和特殊的结构设计,开发了适应深海环境的驱动部件。经过长时间的调整,性能完全符合要求。中国机器人在10666米海底漫步我国深海小型机器人成功下潜至万米海低

在六年的发展过程中,团队成员还解决了运动模式、自动控制、深海环境整体结构设计等诸多问题,完成了深海小型机器人原型的开发。专家表示,这种深海机器人的微型化和低成本特性有望成为未来深海科学研究和深海资源开发的利器。

北航机械工程与自动化学院教授文力:我们的机器人在50厘米以内,1.5厘米以内KG,特别小,成本低。与此同时,潜航器可以携带多个机器人进行相应的科学研究或操作。

目前,该团队正朝着深海柔性机器人前进人工智能研究方向的努力,为深海智能操作提供了更广阔的空间。

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