无缆化智能水下装备

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水下机器人秀出新型“肌肉”:光驱动致动器性能超越哺乳动物肌肉
机器人圈· 2025-05-27 17:05
水下机器人驱动技术突破 - 韩国科研团队成功研制出可在水下自由运行的全光控人工肌肉系统,基于光化学响应材料的新型致动器展现出超越生物肌肉的强劲动力性能,为无缆化智能水下装备发展开辟全新路径 [1] - 传统水下机器人依赖电力或液压驱动系统,复杂的电缆和笨重的供能装置严重制约其灵活性与续航能力 [1] - 联合团队创新性地采用光化学驱动方案,开发出具有自主知识产权的偶氮苯功能化液晶弹性体材料(AC-LCEs) [1] 技术原理与性能数据 - 通过精密调控液晶弹性体的分子排列结构,赋予材料独特的光致形变特性,紫外光照射下收缩率达60%,切换为可见光后能快速复原 [1] - 新型光驱动肌肉的单次能量密度达到15千焦/立方米,是哺乳动物骨骼肌的两倍以上 [2] - 驱动应变超过同类光化学材料的3倍,且经过百次循环测试后仍保持稳定性能 [2] - 通过特殊设计的螺旋弹簧结构,将分子层面的形变放大为宏观机械运动,并实现驱动方向的可逆调控 [2] 应用演示与产业化前景 - 装载该人工肌肉的机器人原型展现出卓越的作业能力,可精准抓取不同形状物体,在复杂管道内自由穿行,完成精细的协同操作任务 [4] - 系统彻底摆脱了电缆、电池或液压管路的束缚,实现了"全光驱动"的革新理念 [4] - 技术在水下勘探、海洋工程、医疗设备等领域的应用前景广阔,预计2030年前可实现商业化落地 [4] - 团队已攻克光能转化效率提升、材料耐久性强化等关键技术,计划在未来三年内推进产业化应用 [4] 行业影响与未来趋势 - 光驱动人工肌肉技术标志着软体机器人研发进入新阶段,其环境适应性强、驱动效率高、系统集成度优等特点为开发新一代自主化智能装备提供核心技术支持 [4] - 无缆化机器人有望在深空探测、灾难救援等极端环境作业中发挥关键作用 [4]