受到一種能夠承受海洋最深處嚴酷壓力的奇怪魚的啟發(fā),科學家們設計了一種柔軟的自主機器人,即使在馬里亞納海溝的最深處也能保持鰭拍打。
3月4日在《自然》雜志上報道,由中國杭州浙江大學的機器人專家李國瑞領導的團隊成功地實地測試了機器人在70米到近11,000米深度游泳的能力。
ChallengerDeep是馬里亞納海溝中最低的,最深的部分。它在海平面以下約10,900米處觸底(SN:12/11/12)。所有上覆水的壓力大約是海平面大氣壓的一千倍,相當于大約1.03億帕斯卡(或每平方英寸15,000磅)。“這相當于一頭大象站在你的拇指上,”紐約州立大學杰納西奧分校的深海生理學家和生態(tài)學家MackenzieGerringer說,他沒有參與這項新研究。
Gerringer說,這些超深淵深度(最深的海洋區(qū)域,在6,000到11,000米之間)的巨大壓力是一項艱巨的工程挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的深海機器人或載人潛水器用剛性金屬框架進行了大量加固,以免變形——但這些船只體積龐大且笨重,結構失效的風險仍然很高。
為了設計能夠優(yōu)雅地穿過較淺水域的機器人,科學家們之前曾從章魚等軟體海洋生物中尋找靈感(SN:9/17/14)。碰巧,這樣的深??娝古褚泊嬖冢篜seudoliparisswirei或馬里亞納深海蝸牛,這是一種大部分是粘糊糊的半透明魚,生活在馬里亞納海溝深處8,000米處。
Gerringer是2014年首次描述深海蝸牛魚的研究人員之一,幾年后構建了它的3D打印軟體機器人版本,以更好地了解它的游泳方式。她的機器人在魚體內包含一種合成版本的水狀粘性物質,很可能會增加浮力并幫助它更有效地游泳(SN:1/3/18)。
但設計一個可以在極端壓力下游泳以調查深海環(huán)境的機器人是另一回事。自主探索機器人不僅需要電子設備為其運動提供動力,還需要執(zhí)行各種任務,無論是測試水化學、照亮和拍攝深海海溝的居民,還是收集樣本帶回海面。在水壓的擠壓下,這些電子設備會相互摩擦。
因此,李和他的同事們決定借鑒蝸牛魚對高壓生活的一種適應方式:它的頭骨并沒有與硬化的骨頭完全融合在一起。這種額外的延展性可以使頭骨上的壓力均衡。以類似的方式,科學家們決定將機器魚的電子設備——“大腦”——分布得比平時更遠,然后將它們包裹在軟硅膠中以防止它們接觸。
標簽:
免責聲明:本文由用戶上傳,與本網站立場無關。財經信息僅供讀者參考,并不構成投資建議。投資者據(jù)此操作,風險自擔。 如有侵權請聯(lián)系刪除!