近日,科學家們開發出了一個3D打印的仿章魚水下機器人,這個機器人在水里的前進速度超級快??茖W家們稱這將帶來人造潛水器的革命。
頭足類動物,如章魚,能夠通將身體里灌入水、然后迅速噴出的手段高速逃逸。受到章魚的啟發,南安普敦大學、麻省理工學院(MIT)和新加坡—MIT研究和技術聯盟打造了一個像章魚那樣可變形的機器人,這個機器人的骨架是3D打印的,沒有運動部件、沒有能量存儲裝置,除了一個很薄的彈性外殼。
科學家稱,這個機器人 能在不到一秒內加速到10個身長。
“人造水下交通工具通常會盡可能地設計成流線型,不過魚雷除外,它使用了大量的推進劑。除此之外沒有一個水下設備能夠達到每秒一個身長的速度,盡管他們都使用了復雜的機械結構。”
“剛體永遠會被周圍的水所阻擋,但這個機器人以迅速萎縮方式使得周圍的水反過來能夠推動其以超高的速度逃逸,使其獲得高達53%的能源效率,這一效果甚至超過了大多數魚類。”
這個30厘米長的自我推進機器人首先吸水膨脹,然后通過其底部迅速將水排出以獲得推力和加速度。以火箭做對比,同樣的動作它可以實現超過剛性火箭2.6倍的推力。3D打印的聚碳酸酯骨架能夠像像氣球一樣撐起機器人薄薄的外膜,并保持其流線型的最終形狀。而后面的尾翼能夠使其保持直行。
在最近的實驗室環境試驗中,這個機器人在不到一秒鐘時間內將一公斤有效載荷加速至6英里每小時,這相當于一個一輛寶馬迷你Cooper載著4-5個成年人在一秒鐘內從靜止加速至60英里每小時。
這對于人造潛水器來說是史無前例的成績,南安普頓大學說。
研究人員通過計算得出結論,如果將機器人做得更大會增進其快速啟動的性能。他們的目標是在此基礎上開發出水下交通工具,使其獲得生物般靈動的速度、機動性和效率。
Weymouth先生補充說:“對水下環境的探索往往是非常困難和具有潛在危險性的,尤其是因為我們使用設備往往相當笨拙。
“這種機器人,可以通過大幅改變形狀來改進我們加速動作和輕柔觸碰障礙物的能力,使人造交通工具與環境的互動更快,更自然。”