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美国研究人员发明了3D打印的水母机器人来监测脆弱的珊瑚礁

科学家们佛罗里达大西洋大学(能力)和美国海军研究办公室设计并创造了3D打印的软机器人水母,能够监测脆弱的珊瑚礁。

这篇研究文章发表在最新一期的生物灵感和仿生学杂志上写道:“许多不同的水生动物都为新颖的机器人设计特征提供了灵感,包括章鱼、乌龟、刀鱼、蝠鲼和水母。”

柔软的机器人有巨大的潜力来探索和监测脆弱的海洋生态系统,比如珊瑚礁,而不会对脆弱的物体造成意外破坏。”

水母机器人在海洋中航行。剪辑通过能力。
水母机器人在海洋中航行。剪辑通过能力。

自由游泳的3D打印水母机器人

美国农业大学海洋与机械工程系副教授埃里克·恩格尔伯格博士对此进行了研究脆弱的水生环境一直是海洋研究人员面临的挑战。监测珊瑚礁尤其重要,因为它们为各种海洋生物提供了栖息地和庇护。

因此,研究团队认识到水母卓越的游泳能力,开发了五种独特的软机器人,能够“在海洋中不系绳,通过比水母的名义直径更窄的孔挤压,并左右操纵”。

水母机器人保持着3D打印的身体,从中心延伸出8个软液压网络驱动器,类似于月亮水母的形状。这些驱动器的选择是为了尽量减少对脆弱的生物系统的无意损害。该研究解释说,“活的水母本质上具有中性浮力,所以选择水作为介质,在海洋、游泳池或水族馆中自由游泳时为液压网络驱动器充气。”

创建水母机器人

研究人员为水母机器人设计了模具模型SolidWorks随后使用PLA 3D打印出Ultimaker 2。“每根触须都有一条共同的通道,从机器人的中心向外径向延伸;在水母的每一侧有四个通道相连,这样四个触须就可以由一个叶轮泵驱动。”此外,使用两个泵来驱动八条触须。

制造水母机器人身体的触须驱动器和分段襟翼模具被填满硅橡胶。用于水母微控制器和电子元件的圆柱形外壳也是3D打印出来的Axiom AirWolf3 d打印机。

恩格尔伯格博士补充说:“我们发现机器人能够游过更窄的开口比机器人的公称直径大。未来,我们计划在机器人的控制算法中加入声纳等环境传感器,以及导航算法。这将使它能够找到缝隙,并确定是否能游过它们。”

水母机器人游过小洞。剪辑通过能力。
水母机器人游过小洞。剪辑通过能力。

珊瑚礁保护和增材制造雷电竞充值

由于其加工多种材料的能力,增材制造已被用于防止珊瑚礁结构。雷电竞充值例如,波士顿陶瓷的成员增材制造雷电竞充值组,创造了一批陶瓷3D打印播种单元,通过有性繁殖来帮助珊瑚礁的保护。

在这之后,礁设计实验室(RDL)是一家总部位于澳大利亚墨尔本的非营利性设计工作室世界上最大的3D打印珊瑚礁在马尔代夫夏季岛的海洋,使用陶瓷3D打印和滑移铸造。陶瓷材料被用来容纳移植的珊瑚,当它们生长到自然珊瑚礁上时,也可以被不断地分割。

研究文章"自由游动软机器人水母的推力特性是由J珍妮弗框架尼克·洛佩兹奥斯卡刮匙,埃里克·D Engeberg。

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特色图片显示一个水母机器人在海洋中导航。剪辑通过能力。

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