(相关资料图)

大多数水下航行器使用两种方法之一。第一种方式是螺旋桨，第二种方式是鳍。但是动物向我们展示了水下运动的更多种类，这可能会为机器人提供独特的好处。我们将看一下ICRA今年发表的两篇论文，它们表明生物启发的水下机器人以创造性的新方式移动：具有喷射动力的鱿鱼机器人可以跳出水面，机器扇贝像真实的东西一样移动。

这个来自北京北航大学的“鱿鱼形状的飞板”模仿了鱿鱼的飞行。真正的鱿鱼，除了味道鲜美之外，还用喷水推进自己。这些喷流足够强大，一些鱿鱼不仅可以跳出水面，还可以通过继续在空中喷射，在短时间内实现受控飞行。通过使用鳍作为手臂和翅膀产生一点升力来延长飞行阶段。真正的乌贼利用这种多模式推进来躲避捕食者，而且速度要快得多——乌贼在空中的游动速度可以是正常游动速度的两倍，每秒钟可以飞行50个体长。

鱿鱼机器人主要由压缩空气提供动力，压缩空气储存在鼻子的圆柱体里(鱿鱼有鼻子吗？)。鳍和臂由气动执行器控制。当机器人想在水中移动时，它会打开一个值来释放适量的压缩空气；立即释放空气，产生足够的推力，这样机器人乌贼就可以完全从水中弹出。

我们被告知机器乌贼可以通过跳跃在10到20米之间行进，而在水下喷射只需要10米。目前，鱿鱼只能喷一次，但研究人员计划用压缩空气代替压缩空气，如液态二氧化碳，这将允许长时间操作和多次跳跃。利用鳍进行动态控制还有很多工作要做，研究人员表示，这将“揭示自然飞乌贼运动的优越性”。

“柔性变形鳍臂鱿鱼蝇板的设计与实验”，由北航大学陶刚、杨兴邦、苏、蒋步辉、陈、王、梁于2019年发表。

RoboScallop是一款“双壳激励游泳机器人”，来自EPFL可重构机器人实验室，由Jamie Paik领导。真正的扇贝，除了好吃，还能通过开合贝壳来推动自己，从背部产生喷射水。通过反复缓慢打开贝壳，然后快速关闭，扇贝可以在体内完全产生向前的推力。与鳍或旋转螺旋桨之类的东西相比，扇贝简单而坚固，尤其是当你收缩或开始观察大群机器人时。EPFL的研究人员将他们的机器扇贝描述为“一种独特的组合，对危险或连续使用具有鲁棒性，在微妙的环境中安全，设计简单”。

标签： 压缩空气 研究人员 水下运动 快速关闭