重大突破

3月20日,快科技报道,北京航空航天大学机械工程及自动化学院的研究团队,联合中科院深海科学与工程研究所及浙江大学,经过6年的持续奋斗,成功研制出软体机器人。该机器人在马里亚纳海沟深渊区域实现了自主航行。这一突破标志着我国在深海机器人技术领域实现了重大突破,同时也为深海探测领域带来了新的发展机遇。在此之前,能够抵达该深度的多为重量达数吨的刚性大型潜水器。

仅1500克的软体机器人成功挑战马里亚纳海沟万米深渊,你相信吗?  第1张

此次成果具有重大意义,体现了我国科研团队在深海环境机器人技术领域的显著成就。这一进展为我国深入开展深海探索和研究工作打下了坚实的学术基础。

软体优势

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过去,尽管深潜器技术已较为成熟,但在灵活性和成本上仍存在一定限制。近期,一款新型软体机器人问世,其尺寸不超过50厘米,重量仅有1500克。该机器人成功突破了小型机器人的限制。体积小、重量轻,它能够进入大型潜航器难以触及的区域,例如狭窄的海底洞穴和复杂地形。

软体机器人的制造成本相对较低,同时其维护和操作过程简便。此类机器人具备良好的环境适应性,并且具有可重复利用的特性。正是这些优势,让软体机器人成为深海探测领域中性价比更高的选择。

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驱动创新

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在深海的高压条件下,传统柔性驱动器材料的弹性模量上升,进而减少了其运动范围和速度,这对机器人的操控能力产生了不利影响。为了解决这一挑战,研究团队提出了一种创新的深海驱动器设计。该设计采用了双稳态手性超材料结构,能够快速在两种稳定状态间切换,显著提高了驱动效率。

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该装置能够将深海高压对软材料的消极影响转化为推动力,有效解决了柔性材料驱动器在深海环境中性能下降的问题。这一技术突破不仅突破了既有的技术障碍,还为相关领域的研究开辟了新的研究方向。

低温应对

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深海环境中的温度范围在2到4摄氏度之间,这种极低温度对机器人的运行构成了挑战。为了应对这一挑战,研究团队采用了形状记忆合金的特性,通过周期性电流加热,使形状记忆合金弹簧能够主动收缩和扩张。这一技术使得手性超材料单元能够迅速完成双稳态的转变,进而使得驱动器能够实现快速且连续的摆动。

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该设计巧妙,使得机器人在低温环境中仍能展现卓越的性能;这一革新极大地扩展了机器人在深海极限环境下的应用领域。

结合智能

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该团队正致力于将人工智能技术融入深海柔性机器人的设计之中。这一行动旨在增强深海小型机器人的续航及运动性能。通过技术融合,机器人得以在更广阔的海域执行探测与监测任务。

人工智能技术的应用使得机器人能够自主规划行进路线并识别目标,这一进步显著提高了数据搜集与处理的效率,从而极大地丰富了深海探索的成果。

未来展望

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未来,深海机器人正朝着小型化和智能化的方向发展,这一趋势日益明显,预示着其巨大的发展前景。这些机器人在海洋资源勘探方面具有精确探测资源分布的能力;在考古领域,它们能够潜入海底进行细致的遗迹调查;同时,它们还能实时收集深海环境的相关数据。

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其卓越性能和适应性强,将为众多行业提供有力支撑。预计随着技术的持续发展,这些技术将在海洋相关领域推动更多令人瞩目的创新成果产生。

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