6月1日消息,一個意大利研究團(tuán)隊完善了一種改進(jìn)版新型海底互動有腿偵查機器人,該機器人名為SILVER2。SILVER2可以在海底走動并拍攝視頻,這款新型SILVER機器人的主要工作是作為海床上行走的“清潔工”,幫助清理海上的塑料垃圾。
這一研究團(tuán)隊包括了來自意大利生物研究所(BioRobotics Institute)、圣安娜超級學(xué)院(Scuola Superiore Sant’Anna)和安東·多恩動物園(Stazione Zoologica Anton Dohrn)的研究人員,該團(tuán)隊在《科學(xué)機器人》雜志論文中描述了這款機器人的功能及應(yīng)用。
SILVER2機器人潛入深度能達(dá)到200米,行走續(xù)航可達(dá)7小時,如果使其在海底靜止不動,續(xù)航時間可延長至16小時。此外,SILVER2經(jīng)過不斷完善改進(jìn),不僅可以在人類驅(qū)動下工作,還能通過自主模式自動行進(jìn)了。
▲SILVER2的設(shè)計示意圖
一、SILVER一代已具備部分探索海洋能力
兩年前,同一研究團(tuán)隊首次推出了SILVER,這是一種外形像狗,并且可以沿著海底行走的機器人。SILVER具有螃蟹般的敏捷腿部,能夠探索海洋深度并適應(yīng)不斷變化的海底土壤。
SILVER機器人有望成為協(xié)助生物學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家、攝影師、電影制片人和水下考古學(xué)家等工作的的有力工具。這款受生物啟發(fā)的機器人可以通過彈簧加載機構(gòu)在更大的范圍內(nèi)跳躍。實驗表明,該機器人可以實現(xiàn)平穩(wěn)的跳躍。從SILVER拍攝的圖像中就可以顯示出其穩(wěn)定性。
▲SILVER在水下活動圖示
二、下潛200米海域,可承受極低氣溫
在SILVER推出后不久,研究人員獲得了美國國家地理學(xué)會的補助金,這使他們能夠改進(jìn)SILVER的設(shè)計并賦予其更多功能。
除了能夠走動之外,SILVER2現(xiàn)在可以在泥濘的路和巖石表面上行走,甚至在必要時還可以跳動以保持移動。這款六足機器人動起來就像一只無鉗龍蝦在海床上行走。SILVER2在去年6月8日的世界海洋日完成了第一次潛水。
SILVER2的第一次潛水是在意大利里窩那附近的一個受保護(hù)的海洋區(qū)域進(jìn)行的。這款9千克機器人的工作是定位和去除微塑料。那時SILVER2仍在等待安裝機器臂,以便收集塑料袋、瓶子和其他塑料垃圾。并且,當(dāng)時的SILVER2還需要研究人員進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,而無法進(jìn)行自主操控,但其潛入深度已經(jīng)能達(dá)到200米,并可承受極低的氣溫。
三、SILVER2多技能疊加升級,連續(xù)行走可續(xù)航7小時
在移動過程中,SILVER2通過使用防水外殼中的新型腿部穩(wěn)定模塊來保持平衡。這款機器人還有一個導(dǎo)航系統(tǒng),可以幫助它避開障礙物,也可以幫它到達(dá)理想的位置。它還配備了壓力傳感器、浮力系統(tǒng)、接觸傳感器以及一對攝像頭和麥克風(fēng),可以通過拍攝視頻來展示其周邊環(huán)境。
SILVER2已經(jīng)在各種條件下進(jìn)行了測試,包括海草、泥土、巖石和沙子,所有這些測試都是在不同的水流中進(jìn)行的。測試還顯示出該機器人活動噪音很小,這使得它能夠捕捉到不受其存在影響的海洋生物的視頻。
目前,這款海底機器人可以由船上的人類駕駛員驅(qū)動穿越海床,也可以在自主模式下運行。它在走動時可以持續(xù)工作約7個小時,如果只是在海底靜止不動,則可以運行16個小時。
研究人員認(rèn)為,它可以長時間與環(huán)境進(jìn)行密切互動,這將使水下機器人的能力擴(kuò)展到從生態(tài)學(xué)到考古學(xué)等多種類型的應(yīng)用。
▲SILVER2機器人在沙質(zhì)海床上跳躍
▲SILVER2機器人在淺灘上跳躍
▲SILVER2機器人在海底行走而不會嚇到魚類等海底生物
▲SILVER2車載攝像頭記錄的畫面
結(jié)語:以底棲動物為原型的機器人助力環(huán)境保護(hù)
相較于外形像狗的SILVER來說,外形酷似無鉗龍蝦的SILVER2機器人不僅可以為生物學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家、攝影師、考古學(xué)家等開發(fā)水下探測工具,還能作為“海上清潔工”幫助清理落在海床上的塑料垃圾。
近年來,已有各種機器人以動物為原型重現(xiàn)不同動物的運動技能,機器人發(fā)明已經(jīng)不止局限于對人的模仿,而開始進(jìn)軍動物界了。借助動物的特性,以動物為原型的機器人未來或能幫助人們完成更多高難度任務(wù)。
責(zé)任編輯:pj
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