北航團(tuán)隊(duì)探秘“水下壁虎”仿生應(yīng)用潛力大

近日，國(guó)際頂級(jí)期刊《科學(xué)》雜志機(jī)器人子刊《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》以長(zhǎng)篇封面刊登北航文力課題組牽頭、與哈佛大學(xué)合作的科研團(tuán)隊(duì)最新研究成果——仿生?魚軟體吸盤機(jī)器人。

北京航空航天大學(xué)文力副教授牽頭的國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)，近日揭示了?魚軟體吸盤的仿生學(xué)原理并首次制作出仿生機(jī)器人樣機(jī)。據(jù)文力介紹，?魚可以在游動(dòng)中通過頭部的吸盤完成對(duì)鯊魚、海豚、海龜?shù)炔煌Ｑ笊锏目焖傥健Ｉ飳W(xué)家形象地將該行為稱為“搭順風(fēng)車”，從而減少?魚自身的能耗。其頭部的吸盤是由背鰭進(jìn)化而成，被生物學(xué)家稱作“脊椎動(dòng)物解剖學(xué)上最奇妙的結(jié)構(gòu)

之一”。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步利用復(fù)合多材料3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)一體化打印成形，吸盤樣機(jī)材料剛度跨越3個(gè)數(shù)量級(jí)。同時(shí)，利用高精度激光加工技術(shù)制作了碳纖維硬質(zhì)小刺（底部直徑270微米）嵌入到復(fù)合材料的樣機(jī)鰭片中。同時(shí)，課題組用輕量化、防水的軟體纖維增強(qiáng)的直線驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了?魚吸盤內(nèi)部鰭片的微動(dòng)。仿生樣機(jī)在光滑表面能夠產(chǎn)生340倍，在粗糙表面上產(chǎn)生約100倍自重的吸附力。這種機(jī)器人雖然吸附力可觀，卻不會(huì)對(duì)吸附表面造成破壞。它在軍民領(lǐng)域都有良好的應(yīng)用前景，如國(guó)防科技、水下救援、海洋生態(tài)檢測(cè)等方面，可發(fā)揮重要作用。研究人員通過將仿生樣機(jī)集成到水下機(jī)器人上，實(shí)現(xiàn)了類似?魚的游動(dòng)-吸附-脫離。這項(xiàng)研究工作不但從生物力學(xué)角度揭示?魚的吸附機(jī)制，同時(shí)為未來的低功耗水下仿生軟體機(jī)器人、水下吸附裝置提供了新的思路。

來源：新華社