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国产软体机器鱼打卡万米深海沟,小小身材是怎么样克服水压不断前行的

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不久前《自然》杂志封面推出了一款受深海狮子鱼启发的软体机器鱼。它的长度和宽度大约是一张A4纸的大小,比两个鸡蛋略重。它的体型柔软灵巧,但能承受1100个大方压的重压。

"用一个不太适合的类比,这等于一辆1吨重的汽车被压在指尖上."该论文的通讯作者、浙江大学航空航天学院教授李铁风,告诉《中国科学报》。海上试验结果表明,软体机器鱼可以在10900米深的海底正常工作,并在3224米深的海水中游泳。

"大家的目的是达成深潜器的小型化、灵活性和自动化."该论文的第一作者之1、之江实验室助理研究员李国瑞说。

世界最深海底能承受高压低温的鱼有多硬?没想到,它只有150克重,看着还有点可爱。大家国家自主开发的!1吨重的车压在钉盖上,世界上最深的万米海底能承受高压低温的鱼有多硬?没想到,它只有150克重,看着还有点可爱。大家国家自主开发的!

与以往的研究不同,李铁风和他的合作者的想法是“以柔制刚”。

他们看到了中科院深海科学与工程研究所从亚纳海沟,马里带回的狮子鱼样本。受这种生活在8000米深海中的生物的启发,他们开发了一种没重压壳保护的深海软机器鱼。

依据李铁风,的说法,狮子鱼的头骨分散并嵌入软组织,仿生机器鱼的设计闪光点之一是模仿狮子鱼分散的头骨。

为了更接近狮子鱼的软组织纹理,研究小组选择用硅胶构建机器鱼的骨骼。

这种透明的凝胶状材料密度接近水,质地柔软,韧性高,可以轻轻包裹电池和控制电路等硬器件。

“大家最大限度地将功能电子电路分散在软硅胶中,通过参数调整和结构设计达成机器鱼内部的应力水平平衡。”

李国瑞讲解说,尽量地分布构件可以减小它们之间的剪应力。如此,机器鱼即便没坚硬的外壳保护,也能适应极高的静水重压。告别重金属外壳,机器鱼更轻,机动性提升。

目前成品的机器鱼长22cm,宽28cm,重只有150克,接近2~3个蛋。人工肌肉的巧妙驱动克服了深海重压问题,使机器鱼可以在水中移动。

为此,研究小组除去撰写预设程序,在机器鱼内部放置动力控制系统外,还花了一些时间在机器鱼的鳍上。与狮子鱼波浪形的鳍不同,机器鱼的游动更像一条魔鬼鱼,它的鳍像两只翅膀一样上下摆动。它的“翅膀”事实上是一种电驱动的人造肌肉,看着像一层薄膜。

浙江大学习化学工程与生物工程学院教授罗英武,与研发合作,克服高压低温下电驱动能力衰减的问题。

依据李铁风,的说法,机器鱼用海水作为低压终端电极,体内的电源在人工肌肉的内侧和外侧之间形成电位差,因此薄鳍可以放松和缩短。依据预设的程序,机器鱼可以悠闲地张开鳍,在深海中游泳。

除去在实验室进行数百次深水实验以外,该团队还分别于2019年和2020年在亚纳海沟,马里和南海,中国进行了海上试验。结果表明,有了这种人工肌肉,机器鱼在0~4摄氏度的低温和110兆帕的高压下仍能正常工作。可以进行本钱更低的深海旅游。

国产软体机器鱼打卡万米深海沟,小小身材克服大大水压。真的是被人不由得感慨科技的进步和它的坚强,小小的机器在水中畅游,不就像大家国家的科技进步那般吗?抗压前行,不曾后退。

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