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这种新型机器鱼的速度和能源效率都有了很大的提高

时间: 2020-07-12 10:34:23 作者: 来源:网络 点击:
  仿生学对机器人的研究和发展非常重要。机器人鱼是仿生科学在机器人科学中应用的典型例子。尽管机器人鱼在速度、灵活性等方面无法与真正的鱼相比,但这种差距正在逐渐缩小。在最近发表在"科学机器人学"(Science Robotics)杂志上的一篇文章中,一个国际研究团队介绍了一种新的机器人鱼,它的游泳速度和能量效率都很高,可以达到每秒1米的速度,10瓦特小时的电池组可以支持它持续4.2公里。
  当一条鱼游泳时,它会从头到尾沿身体产生波浪运动,增加这种波动的频率,并提高它的运动速度。一般来说,鱼尾巴摆动的频率在0.1赫兹至20赫兹之间,而大多数模仿这种游泳方式的机器鱼的尾巴摆动频率都小于2赫兹,不仅游泳速度慢,而且每秒钟只能游1/4到1/1身体长度,而且消耗大量能量。
  这一次,由弗吉尼亚大学生物工程研究实验室朱建中教授领导的一个小组,开发了一种以黄鳍金枪鱼和大西洋鲭鱼为基础的新型机器鱼,它们以快速游泳而闻名。"机器鱼长255.3毫米,宽49.2毫米,高67.8毫米。它由头部总成、中央执行器总成和尾翼总成三部分组成。尾摆频率可达15 Hz,此时它可以以每秒四体长,即1米的速度运动。这种机器鱼的能源效率也很好,10瓦特小时的电池组在以0.4米每秒的速度游泳时能持续9.1公里,而10瓦特小时的电池组在游泳速度为每秒1米时可支持4.2公里。
  研究人员说,生物研究可以刺激高性能机器人的设计和开发,黄金枪鱼和大西洋鲭鱼是研究水下高性能运动行为的理想种群。他们希望通过观察和模仿这些鱼的运动模式,将它们的生物学特性结合到机器人平台中,以优化仿生水下机器人的性能,并最终超越它们。

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