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Advanced Materials发表!北京大学重磅推出水下仿生喷射软体机器人!
机器人大讲堂·2025-06-25 19:45

自然界中的水生生物因其生活环境和捕食方式的差异,演化出了多种多样的游动策略。在这些策略中, 头足 类动物,例如鱿鱼和鹦鹉螺,通过从其腔体中快速喷射水流来实现快速游动,从而具有游动速度快、能量效率 高等优势, 同时具备静音、结构简单、适应环境广等特点。 但人工模仿这种高效推进方式存在挑战:目前尚缺乏一种能像生物肌肉一样在水下同时实现高驱动应变、高驱 动力和高驱动速度的人工肌肉,因而无法有效驱动封闭性柔性腔室快速喷射水体,完成高效喷水推进。 ▍突破水下驱动瓶颈,研发新型仿生喷射机器人 近期的研究发现,将液晶弹性体 (LCE)纤维通过绳结结构编织成肌肉后,其在水下甚至深海环境中的驱动性 能可获得显著提升,并表现出优异的力学响应和环境适应性。然而,这种人工肌肉在水下的 驱动速率 仍显不 足,单靠其自身的牵拉作用难以实现对腔室的快速挤压,因此尚难满足高频、高流量喷射推进的严苛要求。 针对这一问题,来自北京大学的刘珂研究员团队进行了深入研究,并提出了一种实现水下仿生喷射的可缩放机 器人设计方案。 该机器人的推进力源于一种创新设计策略,集成了导电绳结人工肌肉、仿折纸软壳和机载控 制模块。基于液晶弹性体的导电绳结人工肌肉在水 ...