采用3D打印技术制造超高速章鱼仿生机器人
2015-2-12 来源： 作者：
[据3ders网站2月5日报道]科学家正在采用3D技术开发超高速章鱼机器人，并有望为人造水下航行器带来革命性变化。章鱼等头足类动物可以通过在体内吸满水再迅速排出的方法实现快速逃逸。受此启发，来自南安普顿大学、麻省理工大学（MIT）及新加坡-MIT研究与技术联盟的科学家开发了可变形的章鱼仿生机器人，除了一个薄壁弹性外壳和采用3D打印制造的骨架外，该机器人没有其他的活动部件和储能设备。
这种机器人能够在1秒内加速到体长度的10倍。“人造水下航行器都尽量采取流线型的设计，但除了使用大量推进剂的鱼雷，其他航行器尽管机械结构复杂，但都无法获得每秒行驶自身长度的速度或加速度达到0.98m/s2（0.1倍重力加速度）。”该研究的主要参与者Gabriel Weymouth表示，“刚性壳体往往将能量浪费在周围的水中，而章鱼机器人所采用快速收缩的方式实际上可以利用水帮助其自身实现快速逃离，能量效率可以达到53%，优于很多可以快速启动的鱼类。”
这种30cm长的自推进机器人首先膨胀吸水，再快速收缩将水射出，以此为动力进行推进和加速。机器人内部的聚碳酸酯骨架是通过3D打印制造的，用以保持气球紧缩及流线型外部结构，而尾部的鳍状物可以保证直线前进。
在最近的实验室测试中，机器人可以在1秒内将1公斤的负荷加速到9.6公里/小时，这相当于一辆额外载重350千克的迷你mini cooper汽车在一秒内由静止加速到96公里/小时。研究人员表示这一结果在人造水下航行器中是史无前例的。
研究人员经过计算得出加大机器人尺寸可以提高其快速启动的性能，目标是获得与其仿生性相匹配的速度、机动性及效率。
Weymouth表示“水下探索的环境非常复杂和危险，尤其是我们的水下航行器比较笨拙的时候。可以大幅改变形状的机器人可以提高机动性和轻触障碍的能力，使人造水下航行器与环境的互动更加快速与自然。”
（北方科技信息研究所）
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