來源:e鍵打印
發布時間:2015-06-04 09:14:18
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近日,科學家使用3D打印技術開發出了一個仿章魚水下機器人,科學家稱這在人工潛水歷史上將起到里程碑的意義。
一般而言,水下動物大抵依賴流線型的體型實現快速移動。章魚則不然,它通過往體內快速灌水,然后迅速噴出以獲得前進的推動力。受此啟發,南安普頓大學聯合麻省理工大學、新加坡一MIT研究和技術聯盟使用3D打印技術打印出這種3D仿章魚機器人。該3D模型以章魚為原型,無運動部件及存儲裝置,僅有一個輕薄的彈性外殼,骨架為3D打印。
盡管造型簡單,這個水下機器人的速度卻足以讓人目瞪口呆:只需要一秒鐘的時間便可加速到10個身長的距離。該研究團隊中的南安普頓大學講師Gabriel Weymouth表示,除了魚雷,人造水下交通工具基本設置成流線型,除此以外的人造水下設備還未曾達到過每秒加速到一個身長的記錄。
“這個3D水下章魚通過迅速萎縮,使周圍填充過來的水推動其高速逃逸。這一過程可以讓它獲得遠超大多數魚雷的、高達53%的能源效率?!?
簡單來說,就像吹氣球后將其釋放,氣球獲得推力而被“彈”飛。其原理看似簡單,但獲取的推力令人驚嘆。和剛性火箭對比,相同情況下這種機器人獲得的推力卻是后者的2.6倍。和釋放氣球不同的是,憑借3D打印的聚碳酸酯骨架,它最終會以流線型移動,并依靠尾翼保持直行狀態。
研究人員還對這個3D仿章魚機器人進行了載重實驗。僅30厘米長的機器人在載荷一公斤的的情況下,可以在一秒鐘的時間內加速到6英里/小時。這種成績相當于一輛載著4-5個成年人的寶馬迷你Cooper在同等情況下(水下)在一秒鐘內加速至60英里/小時。
“這是史無前例的成績?!毖芯咳藛T對這個機器人取得的成績同樣感到驚喜和不可思議。
經過模擬推演和計算,研究人員表示當增加3D仿章魚機器人的尺寸后,其加速度也能得到相應的提高。他們的最終目標是通過這項研究探討開發水下交通工具的可行性。
“探索水下環境是充滿未知和危險的,尤其是我們使用傳統的潛水器時顯得非常笨拙?!盙abriel Weymouth說道,“而這種3D水下機器人,因其靈動性和柔軟性,可以讓人造交通工具更好地與周圍環境進行互動?!?
想象一下,未來人類駕駛或者乘坐類似的3D打印的水下章魚進行海底探險,這將是一件多么鼓舞人心的事。而科學,并不存在“不可能”的事。