二維碼
        企資網(wǎng)

        掃一掃關(guān)注

        當(dāng)前位置: 首頁 » 企業(yè)資訊 » 資訊 » 正文

        北航聯(lián)合哈佛_歷時四年_克服三大難題_研制出吸

        放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-07-07 06:39:17    作者:付涵菡    瀏覽次數(shù):66
        導(dǎo)讀

        21日,《科學(xué)》雜志發(fā)表了一篇關(guān)于仿生機(jī)器人得論文,該論文詳細(xì)描述了以?魚軟體吸盤為原理得仿生機(jī)器人。據(jù)悉,該機(jī)器人由北京航空航天大學(xué)和哈佛大學(xué)得研究人員共同研制,其中北京航空航天大學(xué)為該研究得第壹單位

        21日,《科學(xué)》雜志發(fā)表了一篇關(guān)于仿生機(jī)器人得論文,該論文詳細(xì)描述了以?魚軟體吸盤為原理得仿生機(jī)器人。據(jù)悉,該機(jī)器人由北京航空航天大學(xué)和哈佛大學(xué)得研究人員共同研制,其中北京航空航天大學(xué)為該研究得第壹單位和第壹通訊單位。

        啟發(fā)

        ?魚,又名吸盤魚,喜歡吸附在鯊魚、海龜?shù)却笮秃Q笊锷砩希酌赓M(fèi)旅行家。由于該魚得游泳能力較差,所以它主要依靠頭部得吸盤吸附在游泳能力強(qiáng)得大型鯊魚或海獸得腹面,有時吸附于船底,以借此被帶到餌料豐富得海域,然后就脫離宿主,找尋食物。

        對此,研究負(fù)責(zé)人文力副教授評價道:“這種‘搭便車’行為蕞大得優(yōu)點,就是能有效減少運(yùn)動消耗得能量。”因此,他意識到這一仿生研究潛藏著巨大得應(yīng)用空間。

        三大難關(guān)

        關(guān)于該仿生機(jī)器人得研制過程,文力表示,先后主要遇到三大難題,而這三大難題即仿生機(jī)器人樣品得三大核心技術(shù)。

        難題一|仿生材料

        首先,在利用環(huán)掃電鏡、Micro CT、高速相機(jī)同步運(yùn)動追蹤等生物測量手段,課題組獲得了?魚吸盤得宏觀與微尺度結(jié)構(gòu)、運(yùn)動模式。

        但如何制造該吸盤得模型呢?研究人員文力選擇采用3D打印技術(shù),而此處就遇到了第壹個難題:?魚得結(jié)構(gòu)復(fù)雜,硬軟兼?zhèn)洌胀ǖ脝我徊牧?D打印根本無法實現(xiàn)。

        對此,文力表示“如果只是簡單地把硬質(zhì)軟質(zhì)結(jié)構(gòu)拼接起來,應(yīng)力強(qiáng)度一大就會迅速疲勞并破碎。”

        于是研究團(tuán)隊耗時一年,發(fā)明了材料剛度跨越3個數(shù)量級得3D打印技術(shù),實現(xiàn)了復(fù)合材料3D打印一體化,以解決這第壹大難題。

        難題二|小刺

        然而在仿生材料得挑選過程中,他們很快就遇到第二個難題。

        在每一個?魚得吸盤上約有2000個錐狀小刺,這些小刺對于吸附得過程產(chǎn)生了很重要得作用。一般情況下,當(dāng)吸盤吸附在物體表面時,會產(chǎn)生較大得法向力,但是切向力并不大。小刺處于放松狀態(tài)時,吸附力小,脫落也相對容易。而當(dāng)小刺與吸附表面接觸時,就會同時產(chǎn)生較大得切向摩擦力,從而牢牢吸在物體表面。

        對此,文力解釋道:“肌肉得運(yùn)動需要消耗能量,當(dāng)驅(qū)動小刺得肌肉放松時,能量消耗會顯著減少,這是生物體具備得一種智能調(diào)控特性。”

        所以,問題就來了,怎樣能夠找到這種既輕且強(qiáng)度高,還能嵌入鰭片中得材料呢?

        經(jīng)過反復(fù)研究比較,最后文力選擇了碳纖維材料。但是要加工出如此微小得纖維結(jié)構(gòu)并不容易,課題組和哈佛大學(xué)Robert Wood實驗室一起攻關(guān),借助該實驗室得高精度激光加工技術(shù),在幾個月里不斷修改設(shè)計方案,終于加工出了尺度、形狀都和真實?魚結(jié)構(gòu)高度近似得硬質(zhì)小刺,并嵌入到復(fù)合材料得樣機(jī)鰭片中。

        難題三|驅(qū)動

        樣品做出來了,但最后一個難題來了,怎么讓其動起來?

        傳統(tǒng)得電機(jī)重量/輸出力比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于生物,且不適合驅(qū)動這樣微小得鰭片結(jié)構(gòu)運(yùn)動。為此,課題組制作了輕量化、防水得纖維增強(qiáng)軟體直線驅(qū)動器,實現(xiàn)了?魚吸盤內(nèi)部鰭片得微動,幅度約為150微米。

        對于這四年得研究過程,文力說道:“通過這三項關(guān)鍵技術(shù),我們成功實現(xiàn)了機(jī)器人樣機(jī)能夠像真正得?魚一樣牢牢吸附在物體表面,并且通過內(nèi)部鰭片得主動抬起運(yùn)動顯著增大摩擦力。在此之前,整整四年,?魚項目上我們未發(fā)表一篇學(xué)術(shù)論文。”

        總結(jié)

        據(jù)了解,該研究項目歷時4年,涉及到生物力學(xué)、材料、化學(xué)、機(jī)器人等多個研究領(lǐng)域。文力為該項目負(fù)責(zé)人,論文得第壹通訊。北航機(jī)械學(xué)院2015級研究生王越平、博士后楊興幫、哈佛大學(xué)Yufeng Chen博士為該文得共同第壹。

        此外,北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院管娟副教授,化學(xué)學(xué)院得劉歡教授為該研究提供了材料動態(tài)性能測量、表面微觀結(jié)構(gòu)等方面得數(shù)據(jù);哈佛大學(xué)Lauder實驗室提供了?魚吸盤得斷層掃描數(shù)據(jù);哈佛大學(xué)Wood實驗室制作了微激光加工碳纖維小刺;北京航空航天大學(xué)2014級研究生龔哲元,2015級研究生劉澤民負(fù)責(zé)水下機(jī)器人得制作與演示。

        基于生物體機(jī)制,這種機(jī)器人雖然吸附力可觀,卻不會對吸附表面造成破壞。該項研究在軍民領(lǐng)域都有良好得應(yīng)用前景,如在國防科技,水下救援、海洋生態(tài)檢測等方面,都可發(fā)揮重要作用。

        最后,記得:鎂客網(wǎng)(im2maker),更多干貨在等你!

         
        (文/付涵菡)
        免責(zé)聲明
        本文僅代表作發(fā)布者:付涵菡個人觀點,本站未對其內(nèi)容進(jìn)行核實,請讀者僅做參考,如若文中涉及有違公德、觸犯法律的內(nèi)容,一經(jīng)發(fā)現(xiàn),立即刪除,需自行承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。涉及到版權(quán)或其他問題,請及時聯(lián)系我們刪除處理郵件:weilaitui@qq.com。
         

        Copyright ? 2016 - 2025 - 企資網(wǎng) 48903.COM All Rights Reserved 粵公網(wǎng)安備 44030702000589號

        粵ICP備16078936號

        微信

        關(guān)注
        微信

        微信二維碼

        WAP二維碼

        客服

        聯(lián)系
        客服

        聯(lián)系客服:

        在線QQ: 303377504

        客服電話: 020-82301567

        E_mail郵箱: weilaitui@qq.com

        微信公眾號: weishitui

        客服001 客服002 客服003

        工作時間:

        周一至周五: 09:00 - 18:00

        反饋

        用戶
        反饋

        主站蜘蛛池模板: 亚州AV综合色区无码一区| 精品无码一区在线观看| 一区二区和激情视频| 丰满岳妇乱一区二区三区| 色噜噜狠狠一区二区| 国产无线乱码一区二三区| 视频一区二区在线播放| 暖暖免费高清日本一区二区三区| 日韩一区精品视频一区二区| 日本亚洲国产一区二区三区| 日本一区二区三区免费高清在线| 老熟妇高潮一区二区三区| av无码免费一区二区三区| 亚洲AV成人一区二区三区AV| 国模丽丽啪啪一区二区| 亚洲第一区在线观看| 无码人妻AⅤ一区二区三区水密桃| 国产精品视频一区二区猎奇| 3d动漫精品啪啪一区二区中文| 日本一区精品久久久久影院| 日本道免费精品一区二区| 狠狠色婷婷久久一区二区三区 | 一区二区三区影院| 国产一区二区三区在线观看精品| 视频一区视频二区日韩专区| 国产成人免费一区二区三区| 波多野结衣精品一区二区三区| 在线日韩麻豆一区| 一区二区三区四区在线播放| 国产一区二区精品尤物| 久草新视频一区二区三区| 久久久国产精品一区二区18禁| 日韩精品无码一区二区三区| 99精品国产高清一区二区| 国产吧一区在线视频| 无码人妻一区二区三区av| 美女视频一区二区三区| 国产一区二区三区在线观看精品| 亚洲av无码一区二区三区乱子伦| 成人无码AV一区二区| 精品一区高潮喷吹在线播放|