软体机器人新成员：浙大研发机器鱼游出新速度

2017-04-12 13:10:37来源：科学网崔雪芹编辑：齐之越关键词：软体机器人水下机器人人工智能阅读量：35556

导读：浙大航空航天学院李铁风、黄志龙课题组研发出一种软体机器鱼，能以每秒6厘米的速度不动声色地畅游3小时，速度达到世界同类软体机器人快。

　　【中国智能制造网新品速递】近日,浙大航空航天学院李铁风、黄志龙课题组研发出一种软体机器鱼，能以每秒6厘米的速度不动声色地畅游3小时，速度达到世界同类软体机器人快。这种机器人的制作材料造价低廉，并且对环境友好。目前课题组正努力使其适合工业级的生产制造。

　　4月5日，浙江大学实验室里的一条“鱼”出现在大众科学杂志《新科学家》上：全身柔软无骨，能以每秒6厘米的速度不动声色地畅游3小时，速度达到世界同类软体机器人快。当天，浙大航空航天学院李铁风、黄志龙课题组的论文“Fast-moving soft electronic fish”在《Science Advances》杂志上线。“鱼”，正是他们“养”的。

　　据介绍，这是上已知报道中游得快的软体机器鱼。“电子肌肉在电刺激的作用下可以快速的响应，所以我们的这个扑动的频率可以比较高，游动的速度比较快。”李铁风说，“此外，‘鱼’在水中，包裹它身体的水就是产生电压的负极，这也是我们设计中一个创新设计。”

　　软体机器人是目前科学界一个新兴的研究领域，虽然时间不长，但它们已经有了自己的代言人——《超能陆战队》中的大白。相比于传统的硬质机器人，软体机器人能够任意改变自身形状、抵抗外界冲击，从而具有更好的环境适应性。目前，世界上已形成几类软体机器人研发：例如气动式软体机器人，可以实现抓握或爬行；还有形状记忆的材料制成的机器人，通过温度或者光照变化产生驱动力，此外，科学家还在进行肌肉细胞作为软体机器人材料的方法。一部分已走向产业应用。

　　据《中国科学报》记者了解，这条机器鱼身长9.3厘米，体重90克，外形酷似蝠鲼(鳐鱼的一种，人称“魔鬼鱼”)，比一枚鸡蛋略重，将它投到鱼缸中，它就如真鱼附体，扑扇着“两翼”划水前进。

　　据悉，实际这条鱼是有电子肌肉的。这一层薄薄的 “电子肌肉”由三层材料组成：上下两层是透明的介电高弹体薄膜，中间是导电用的碳膏或水凝胶；三层材料紧密地粘合在一起，就像北京小吃“茯苓饼”。如果给它两极通上交流电，它已经可以像心脏一样地“跳”动了。

　　所谓介电高弹，就是指材料能在电压的刺激下产生形变。2000年，Ron Pelrine等科学家发现发现一类高分子聚合物薄膜具有介电高弹的特性。李铁风说，团队将这一特性结合力学原理，对这种薄膜改性处理后，就成为“电子肌肉”的功能材料。电子肌肉能在红外信号的操控下实现左拐，右拐，前进。

　　浩渺的深海中，蝠鲼是一种非常优雅鱼类，微微扇动胸鳍，再向前滑行一段，仿佛在蓝色的大海中飞翔。

　　记者了解到，蝠鲼游泳时非常省力，这一点让科学家深受启发，对机器鱼来说这就意味着省电。这是科学家为什么将蝠鲼作为仿生对象的原因。电子鱼靠体内封装的450毫安时(相当于手机容量的十分之一)的锂电池供电，续航能力可以达到3小时。此外，因为没有任何电机等结构，机器鱼游动时产生的噪声几乎为零。

　　值得一提的是，浙大造机器鱼浑身的材料都是工业级的材料，在国内有巨大的产量和化工工业基础，造价低廉，并且对环境友好。这也是课题组努力的目标，除了省电、还要省钱、环保，适合工业级的生产制造。“我们希望将来制作机器鱼能像制造我们的橡胶鞋底一样简单，在模具中一冲便能成型。”李铁风说。

　　(原标题：浙大智造软体机器鱼游出世界快速度)

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