中国软体机器人无惧深海高压极端环境,挺进4070米

哈尔滨工程大学李国瑞教授团队研发的电液驱动深海软体机器人成功完成4070米深海试验。该机器人通过柔性电液单元与海水压力自动平衡,无需耐压外壳。其创新在于其“流体静力骨骼”变形机制,使机器人能在极端环境下实现运动和作业,并搭载了微型光学感知系统。团队正进一步研究其小型化、集成化及群体智能化。

近日,哈尔滨工程大学船舶工程学院李国瑞教授团队成功完成了其研发的新型电液驱动深海软体机器人在4070米深海环境下的试验。这标志着我国在深海探测技术领域又迈出了重要一步。

该机器人机身高度集成,内部包含了控制电路、传感器以及电池等关键组件。为了应对深海极端的高压及复杂的海洋环境,课题组在软体驱动器、光学传感器、电子元件以及软基体等核心部分进行了精细的力学优化设计。这些优化显著提升了机器人在高压深海环境下的应力稳定性和整体结构完整性,为其在严苛条件下的可靠作业奠定了基础。

无惧高压极端环境!我国软体机器人挺进4070米深海

该机器人的核心创新点在于其采用的柔性电液驱动单元。该单元内部的介电液体能够与外部的深海海水压力实现有效自动平衡,从而使得机器人无需依赖笨重且易于损坏的耐压外壳,便能适应从浅海到全海深的广泛压力范围。这一技术突破大大简化了机器人的结构,降低了制造成本,并提高了其在超高压环境下的活动能力。

机器人的动力来源是其自带的小型化能源系统,该系统能够驱动多个柔性电液单元协同工作。当软基体中的电子器件接收到高压电信号时,这些电液单元会在电压的作用下发生形变,形成一种类似“流体静力骨骼”的支撑与驱动机制。这种独特的驱动方式使得机器人在深海中能够灵活地实现直行、转弯等多种复杂的运动,展现出传统刚性结构机器人难以比拟的灵活性和适应性。

无惧高压极端环境!我国软体机器人挺进4070米深海

此外,为了增强其环境感知和作业能力,该机器人还集成了一套微型深海光学感知系统。这套系统能够在极端的海底环境中实时监测机器人的运动状态以及周围的海洋环境信息,为科学探测和数据采集提供关键支持。

目前,李国瑞教授的团队的研究重点正进一步聚焦于小型化深海软体机器人在驱动控制、环境感知、水下通信一体化集成以及群体智能协同作业等方面的深入研究。这些前沿技术的发展将为深海探测的效率和智能化水平带来质的飞跃。

李国瑞教授表示,团队将持续致力于攻克极端环境下柔性装备在材料耐久性、系统可靠性以及智能化水平等方面的关键技术难题。他展望,未来的深海柔性探测装备将拥有更广阔的应用前景。例如,通过部署群体软体机器人,可以实现低扰动并近距离融入深海生物群落或矿区,进行精密的现场原位探测;或者利用先进的软体机械手,对珍贵的深海样本进行无损采集和精细操作,从而极大地推动我们对深海世界的认知和开发利用。

无惧高压极端环境!我国软体机器人挺进4070米深海

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