深海科技為海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新動(dòng)力
近日,浙江海洋機(jī)器人“場(chǎng)景需求與產(chǎn)品技術(shù)”對(duì)接交流活動(dòng)在杭州錢(qián)塘區(qū)舉辦,全省各大研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)帶來(lái)了長(zhǎng)航程無(wú)人潛航器、深海軟體機(jī)器人、仿螳螂蝦水下機(jī)器人等各類(lèi)海洋機(jī)器人,令人大開(kāi)眼界。
不斷游進(jìn)深海的海洋機(jī)器人,不但幫助人類(lèi)探索未知,也幫助解決眼前的生產(chǎn)難題。
河貍和螳螂蝦機(jī)器人
能在海洋牧場(chǎng)做什么?
河貍,被稱(chēng)為自然界的“水壩建筑師”,長(zhǎng)得有點(diǎn)像老鼠,覆蓋腳蹼的后肢和寬大的尾巴讓它能在水陸自由行走;螳螂蝦,以色彩斑斕的外表和驚人的捕獵能力而聞名,能以比子彈還快的速度發(fā)起攻擊。
“仿生海洋機(jī)器人活動(dòng)更靈活,既可以搭載傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè),也可以用手爪進(jìn)行作業(yè)!闭憬砉ご髮W(xué)產(chǎn)業(yè)學(xué)院副院長(zhǎng)陳剛介紹,“在觀察了很多海洋生物的運(yùn)動(dòng)方式和骨骼結(jié)構(gòu)后,團(tuán)隊(duì)將河貍和螳螂蝦作為仿生對(duì)象進(jìn)行機(jī)械研究。”
浙江理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)以河貍為原型研發(fā)了“仿河貍機(jī)器人”,四肢爬行與腳蹼游泳的復(fù)合運(yùn)動(dòng)模式,讓它既能像陸生動(dòng)物一樣在礁石、淺灘間靈活移動(dòng),又能像魚(yú)兒一樣在開(kāi)闊的水域高效巡航。
在東南沿海地區(qū)的海洋牧場(chǎng),一場(chǎng)實(shí)地驗(yàn)證正在進(jìn)行:柔軟的仿螳螂蝦機(jī)器人靈活地穿梭于人工魚(yú)礁,檢測(cè)海洋牧場(chǎng)里生物的分布種類(lèi)、數(shù)量以及生長(zhǎng)情況。
陳剛介紹,仿螳螂蝦機(jī)器人采用柔性脊柱與獨(dú)立腹足設(shè)計(jì),5對(duì)可變向腹足通過(guò)多模態(tài)耦合軌跡規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)每秒1.2米的靈活穿梭能力,而柔性脊柱的仿生結(jié)構(gòu),讓它能精準(zhǔn)跟蹤動(dòng)態(tài)目標(biāo)。
這兩只仿生海洋機(jī)器人各有分工:河貍機(jī)器人負(fù)責(zé)大面積水域的初步勘查與基礎(chǔ)作業(yè),螳螂蝦機(jī)器人深入狹窄區(qū)域,完成細(xì)節(jié)探測(cè)與精準(zhǔn)操作。
陳剛說(shuō),從河貍的“水陸兩棲”到螳螂蝦的“柔性脊柱”,自然界的靈感正在推動(dòng)海洋機(jī)器人跨越技術(shù)鴻溝。
仿生魚(yú)深潛2000米南海
我國(guó)仿生深海裝備實(shí)現(xiàn)跨越式升級(jí)
今年3月,西湖大學(xué)自主研發(fā)的仿生魚(yú)潛水器“西谷Ⅱ號(hào)”,潛入南海2000米海底,完成了一系列高難度動(dòng)作測(cè)試——小半徑中轉(zhuǎn)彎、連續(xù)波浪形軌跡航行、瞬時(shí)制動(dòng)等,標(biāo)志著我國(guó)在仿生深海裝備“可達(dá)、可動(dòng)、可用”技術(shù)體系實(shí)現(xiàn)了跨越式升級(jí)。
兩年前,同樣出自西湖大學(xué)的“西谷I號(hào)”,成為世界首個(gè)“抵達(dá)”海底2000米深處的仿生結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)潛水器。
西谷I號(hào)模仿蝠鲼魚(yú),裝上了一對(duì)像翅膀一樣的模塊化胸鰭。西谷Ⅱ號(hào)做了升級(jí),有了更加靈活的波動(dòng)鰭,能更自然地模仿生物鰭的擺動(dòng),在水下完成360度旋轉(zhuǎn)。
西湖大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)介紹,“西谷Ⅱ號(hào)”未來(lái)將在自然勘探、珊瑚礁觀測(cè)、生態(tài)修復(fù)、海底采礦、設(shè)備維修等一系列復(fù)雜任務(wù)中大展身手。接下來(lái),團(tuán)隊(duì)還將研發(fā)“西谷Ⅲ號(hào)”,構(gòu)建“仿生裝備+智慧海洋”生態(tài)體系,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景,定制、設(shè)計(jì)并豐富潛水器的功能。
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