海洋仿生機(jī)器人:首條機(jī)器魚2843個(gè)零件組成

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


北京時(shí)間11月4日消息,據(jù)美國國家地理網(wǎng)站報(bào)道,目前,全世界的研究人員都在研制外形和功能均與水生動(dòng)物類似的仿生機(jī)器人,原因在于:這些靈感來自于大自然的機(jī)器人工作效率通常要高于機(jī)器人家族其它更為呆板和笨重的成員。

1.機(jī)器人Gymnobot

機(jī)器人

看上去,圖片為我們呈現(xiàn)的似乎是一條魚,一條可以在水中游動(dòng)的魚。而實(shí)際上,它卻是一個(gè)機(jī)器人。具體地說,是由英國巴斯大學(xué)受亞馬遜刀魚啟發(fā)研制的機(jī)器人Gymnobot。

Gymnobot打造者、巴斯大學(xué)的威廉?梅吉爾表示:“這是一款類魚機(jī)器人,全身都是充當(dāng)其推進(jìn)器的肌肉組織。但這種設(shè)計(jì)尤其不利于安裝電路板!睘榱双@得更大空間容納照相機(jī)以及其它電子設(shè)備,梅吉爾的研究小組從刀魚身上獲得靈感??刀魚能夠讓身體保持“僵硬”狀態(tài)以在水中感應(yīng)電流。同樣地,Gymnobot可利用底部刀片般的“魚鰭”推動(dòng)自己在水中前行,同時(shí)讓身體處于僵硬狀態(tài)。

梅吉爾及其同事希望,這款機(jī)器人能夠用于研究生活在靠近海岸的海洋生物。在這些區(qū)域,推進(jìn)器往往會(huì)卷起很多沉淀物或者被海草纏繞,不利于科學(xué)家對(duì)其進(jìn)行研究。

2.寶石般的機(jī)器魚

寶石般的機(jī)器魚 照片于2005年10月7日在倫敦水族館拍攝,一名兒童正在饒有興趣地觀看一條好似寶石般的機(jī)器魚。不久之后,5條類似的機(jī)器魚將被部署到西班牙海岸,執(zhí)行搜尋水中污染物的巡邏任務(wù)。這種機(jī)器魚身長4.9英尺(約合1.5米),由英國艾塞克斯郡大學(xué)研制。研究人員將在圖片展示的原型基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。借助于更長的電池壽命以及更為先進(jìn)的傳感器,機(jī)器魚一次能夠在希洪港執(zhí)行大約8小時(shí)的探測任務(wù),而后自行向一家充電站報(bào)告并無線傳輸勘測數(shù)據(jù)。

3.機(jī)器龍蝦

機(jī)器龍蝦

這些機(jī)器龍蝦擁有很高的靈活性,可用于探測水下礦藏。就像真龍蝦一樣,這種小型機(jī)器人也長著能夠感知障礙物的觸須,8條腿允許它們朝著任意一個(gè)方向移動(dòng),爪子和尾巴則幫助它們?cè)谕募钡乃饕约捌渌h(huán)境下保持身體穩(wěn)定性。

機(jī)器龍蝦發(fā)明人約瑟夫?艾爾斯曾撰寫多部龍蝦食譜。過去30年來,他一直潛心研制類似這樣的仿生機(jī)器人。據(jù)悉,機(jī)器龍蝦是艾爾斯為美國海軍位于東北大學(xué)的海洋學(xué)中心研制的。

4.機(jī)器企鵝

機(jī)器企鵝

圖中展示的機(jī)器企鵝能夠在無需人類幫助下穿越水池,同時(shí)還擁有反向游泳能力,這一點(diǎn)與真實(shí)的企鵝截然不同。機(jī)器企鵝由德國費(fèi)斯托工程公司設(shè)計(jì)制造,該公司主要向汽車業(yè)銷售充氣設(shè)備。這種仿生機(jī)器人在設(shè)計(jì)上用于測試新技術(shù),費(fèi)斯托的仿生三角架以及用于在裝配線上操縱易碎物體的魚鰭鉗設(shè)計(jì)靈感都來源于機(jī)器企鵝。

5.機(jī)器金槍魚“查理”

機(jī)器金槍魚

“查理圖片展示的是機(jī)器金槍魚“查理”,據(jù)信是世界上第一條機(jī)器魚。經(jīng)過為期3年的研制,這條機(jī)器魚于1994年在美國麻省理工學(xué)院上演水下處女秀!安槔怼痹谠O(shè)計(jì)上盡可能多地模擬真實(shí)魚類,它長有40根肋骨、肌腱以及帶有椎骨的節(jié)狀脊椎,同時(shí)裝有6個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī),全身零部件數(shù)量高達(dá)2843個(gè)。

麻省理工學(xué)院后期研制的機(jī)器魚減少了用于模擬真魚游動(dòng)的移動(dòng)部件數(shù)量,但此時(shí)的機(jī)器人仍具有真正意義上的仿生性。值得一提的是,類魚性并不總是機(jī)器魚研制者關(guān)注的問題。巴斯大學(xué)的梅吉爾說:“我的目光聚焦在另一個(gè)問題上。我看到了機(jī)器魚如何工作,也非常欣賞它們的表現(xiàn),但我真正希望看到的是能夠像推進(jìn)器一樣工作的東西!

6.機(jī)器水母

機(jī)器水母

圖片展示的是德國費(fèi)斯托工程公司研制的機(jī)器水母,其所擁有的能力絕對(duì)可以讓人們大吃一驚。它們利用圓頂結(jié)構(gòu)內(nèi)的11個(gè)紅外發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)彼此間的通訊。據(jù)悉,費(fèi)斯托公司正利用機(jī)器水母測試大型工程問題能否通過許多小型系統(tǒng)通力合作完成。

7.機(jī)器金槍魚

機(jī)器金槍魚

圖片展示的是麻省理工學(xué)院自“查理”之后在機(jī)器魚研制方面取得的最新成果??一款機(jī)器金槍魚。這個(gè)新原型擁有柔軟的身體,體內(nèi)只裝有1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)以及6個(gè)移動(dòng)部件,使其能夠在更大程度上模擬真實(shí)魚的移動(dòng)。

由于身體完全由一整塊柔軟的聚合體材料制成,避免了水破壞脆弱內(nèi)部零件的可能性。雖然仿真程度極高,但人們決不會(huì)將這款機(jī)器人誤認(rèn)為真正的金槍魚。真正的金槍魚每秒游動(dòng)距離最遠(yuǎn)可達(dá)到體長的10倍,而機(jī)器金槍魚的成績卻只有1個(gè)身長。

8.機(jī)器金虎魚

機(jī)器金虎魚

在2005年日本舉辦的一次展覽會(huì)上,這款機(jī)器金虎魚吸引了眾多人的目光。其功能是負(fù)責(zé)監(jiān)視橋梁安全同時(shí)跟蹤魚群生存狀況。據(jù)悉,這條眼睛凸出的機(jī)器魚由羅美工程公司研制,外形酷似日本傳說中長著虎頭魚身的金虎魚。


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