陈根:无线自供能软体机器人,踏入深海无人区

文/陈根
海水覆盖了地球的大部分面积 , 但是由于极端的静水压力 , 人们往往只能对较浅的海洋进行勘测 , 以至于深海一直是人类想探索而不能的未知区域 。
目前 , 设计精良的水下机器人在深海任勘探深度虽能达到3000-11000米 , 但这些深海潜水器通常需要刚性的身体和强大的压力补偿系统 。 而深海生物(如水母)虽然没有庞大或厚重的耐压身体 , 却依然能够在海洋极深处繁衍生息 , 灵活游走 。
现在 , 受深海生物特性的启发 , 来自浙江大学、之江实验室的科研团队及其合作者们称 , 他们开发了一种能用于深海探测的无线自供能软体机器人 , 并且 , 已经通过在马里亚纳海沟最深10900米处和南海最深3224米处进行了实际测试 , 验证了这种机器人极好的耐压和游泳性能 。

陈根:无线自供能软体机器人,踏入深海无人区
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这种机器人通过在硅树脂基质中集成电子设备 , 保护机载电源和驱动装置免受压力破坏 , 且自供电的特性使得不要求任何刚性容器为其输送电源 。 与此同时 , 通过增加元件之间的距离或将它们与印刷电路板分开来的设计 , 最大程度的减少了电子元件之间界面的剪应力 。
更为精妙的是 , 机器人的身体是鱼一样的形状 , 有两个拍打的侧鳍 。 鳍的使用材料是介电弹性体 , 一种加上电压即可出现形变的电激活聚合物 。 这种材料能将电能转化为机械功 , 使机器人可以在10900米深的马里亚纳海沟的驱动 , 并在3224米深的中国南海自由游泳 。

陈根:无线自供能软体机器人,踏入深海无人区
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当然 , 由于这种机器人移动速度比较慢 , 且不能承受太多环境的干扰 , 所以在海洋中布置这种设计的机器人之前 , 还有很多的工作要做 。
陈根:无线自供能软体机器人,踏入深海无人区】但用发展的眼光来看 , 在未来 , 软体机器人将会在深海作业中 , 如推动海洋监测、清理和防治海洋污染、保护海洋生物多样性占据重要位置 。 它们也将会为科学家探索海洋深处的未知地带提供更多可能性 。