MIT Develops a 3D-Printed Robot That Is Effectively Invisible Underwater
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來自土耳其菲拉特大學的一組工程研究人員,正在使用仿生設計,為不同的海洋應用提供靈活的解決方案,如觀察生物、檢查水下資源、發現和防治污染、海岸線安全、測量淹沒區域和管道故障檢測等。
3D列印機器魚詳細機械配置
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據悉,研究人員受鯉魚啓發,最近發表了一篇關於他們使用3D列印、機器人和仿生學開發自主水下航行器(AUV)的「智慧仿生機器魚設計與製造」的論文。
在設計3D列印仿生機器魚時,需著重考慮的是,其身體結構和游泳模式,因此研究人員花了很多時間,進行觀察和研究。據研究顯示,超過85%的魚是透過彎曲身體或尾鰭(也稱為BCF)進行游泳,而其餘魚則用奇鰭或胸鰭(MPF)進行游泳。
一段時間內鯽魚向前和轉泳模式說明圖
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「機器魚設計有兩種方法。首先是仿生設計,它具有一定的要求,例如尾部的大小和關節數量,以提供身體行波,以及能夠控制重心保持在一定深度。」研究人員寫道。「第二種設計方法僅使用魚類的運動效果。」
機器魚原型的自主游泳性能
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據瞭解,菲拉特大學的機器魚原型,複製了BCF型游泳模式,及其推進式伺服電機驅動尾部機制,它還具有前部、剛性、魚雷形狀的主體,用於容納所有傳感器和電子設備,當然,還有重心(CoG)控制機構,用於上下移動。
因為機器魚在游泳時,需要能夠感知環境中的靜態和動態物體,所以研究人員在它們身上添加了三個夏普紅外線距離傳感器,重量約為3.1千克,長約500毫米,寬76毫米,高215毫米。
前瞄準器和瞄準角設計
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這項研究提出了,基於生物游泳啓發的智慧機器魚原型(i-RoF)的仿生設計和製造,以執行現實世界的探索和測量任務。為了測試安裝部件的密封性能,研究人員在測試池中運行了6小時。
未來,研究人員將圍繞使用不同的控制結構,檢查3D列印機器魚原型的閉環控制性能,以及測試其在不同水道中的游泳能力。
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