
著名科技媒体报道这项研究事情
导语:
北京时间2017年9月21日,,,,,,,国际顶级期刊《科学》(Science)机械人子刊《科学机械人学》以长文(Research Article)刊登了由888集团文力副教授课题组牵头,,,,,,,与美国哈佛大学课题组相助研制的最新研究效果“仿生?鱼软体吸盘机械人”(A biorobotic adhesive disc for underwater hitchhiking inspired bythe remora suckerfish)。。。。。同日,,,,,,,麻省理工科技谈论也报道了该项研究。。。。。研究展现了鱼的吸附机制,,,,,,,并为未来的低功耗水下仿生软体机械人、水下吸附装置提供了新思绪。。。。。文章的第一作者为机械工程与自动化学院博士研究生王越平,,,,,,,通讯作者为机械工程及自动化学院、国际交织科学研究院仿生软体机械人实验室文力副教授。。。。。

机械手使用仿生吸盘来抓取物品
与海洋生物的渊源
从2014年的3D打印人造仿生鲨鱼皮到2017年的软体章鱼触手机械人原理样机,,,,,,,文力先生的大都研究都跟海洋生物密不可分。。。。。数万年的进化让这些生物对周围情形游刃有余,,,,,,,鲨鱼重大的身躯有着平滑的皮肤,,,,,,,使它能在水中快速移动并捕食猎物,,,,,,,章鱼触手的无邪性让它在行动和进食历程中坚持优势。。。。。浚???蒲Ъ颐且恢痹谘芯吭跹芙庑┚畹慕峁购妥橹河,,,,,,,来改善人们的生涯。。。。。
四年前,,,,,,,文力先生在哈佛大学主攻鲨鱼仿生偏向,,,,,,,当他仔细视察鲨鱼照片的时间,,,,,,,无意注重到鲨鱼皮上附着着一种其他的鱼类。。。。。经由标本库查证后,,,,,,,具有很强吸附能力的鱼给文力先生留下了深刻的印象。。。。;;;毓,,,,,,,他便连忙着手对鱼的研究,,,,,,,文力先生在恒久研究中积攒的富厚履历,,,,,,,以及实验室完整的水动力学和水下测试装备,,,,,,,都对该项研究的开展涤讪了优异基础。。。。。

“3D打印人造仿生鲨鱼皮”

软体章鱼触手机械人原理样机
有趣的鱼
鱼主要凭证它的宿主来区分种别,,,,,,,由于文力先生对鲨鱼的熟悉,,,,,,,吸附于鲨鱼身上的鱼就成了他的主要研究目的。。。。。鱼自身迁徙能力不强,,,,,,,但它和鲨鱼一样喜欢冬暖夏凉,,,,,,,在恒久的进化历程中,,,,,,,它头部的第一背鳍进化成一个分叉且平滑的吸盘,,,,,,,吸盘内部有上千根排列整齐的小尖刺,,,,,,,使吸盘具有很强的吸附能力,,,,,,,被吸附的海豚越出水面高速旋转也无法甩掉它。。。。。因此鱼可以通过吸附宿主来完成迁徙,,,,,,,这个行为被生物学家形象的称为“搭顺风车”。。。。。

吸附在宿主身上的鱼(图片来自网络)
永一直息的探索
要害手艺突破的背后离不开科研职员的不懈起劲。。。。。在对生物吸盘内部鳍片运动学的视察中,,,,,,,鱼可不会乖乖吸在玻璃壁上任人拍摄,,,,,,,怎样能够完整拍摄到鳍片运动历程是团队的首个难题。。。。。经由团队长时间的思索,,,,,,,决议在一个光学平台上搭建视察平台,,,,,,,用两台高速相机同步触发拍摄吸盘内部(视察吸盘组织详细活动)和吸盘侧面(证实吸盘处于吸附状态),,,,,,,通过处置惩罚后的视频资料获得有用的鳍片运动数据。。。。。
仿生模具(除上面的小刺之外)由多质料3D打印一次成形。。。。。设计之初由于仅用软硬两种质料来制作模具,,,,,,,导致样机吸附性欠好且易开裂。。。。。一直实验改良后,,,,,,,团队意识到人类的肌肉和骨骼之间是由半月板、韧带等组织逐渐过渡的,,,,,,,因此使用梯度硬度质料举行3D打印来解决材质的模拟问题。。。。。吸盘上的小刺标准小且尖硬,,,,,,,3D打印手艺无法知足要求的精度和硬度,,,,,,,于是文力先生课题组与美国哈佛大学的国际团队相助,,,,,,,使用激光镌刻手艺制造了标准、形状都和真实鱼高度相似的硬质小刺并在测试中效果较好。。。。。

梯度转变的3D打印示意图
别的,,,,,,,一体打印成形的样机因转念头构的保存,,,,,,,吸盘基板上留有逍遥,,,,,,,对吸附性能会爆发很大影响。。。。。于是团队替换为上下封底的计划,,,,,,,在外侧用橡皮泥密封,,,,,,,另一侧浇灌软质硅胶质料,,,,,,,凝固后再把橡皮泥冲洗掉,,,,,,,并浇灌相同的硅胶质料。。。。。这样既实现了密封,,,,,,,又不影响鳍片传念头构的转动。。。。。前后共修改二十余版本才有现在的软体机械人样机。。。。。

软体机械人样机
结语:
此项目一连四年之久,,,,,,,时代多名硕士生博士生加入了研究。。。。。浚???蒲胁换嶂褂谝黄畚牡慕蚁,,,,,,,这仅仅是一个起源。。。。。仿生科技是大自然巧夺天工和人类科技智慧的配合结晶,,,,,,,我们相信,,,,,,,依附文力先生执着的海洋情怀,,,,,,,他将会在仿生学领域取得更多效果。。。。。
更多资料:
论文链接:
http://robotics.sciencemag.org/content/2/10/eaan8072
Science/AAAS multimedia报道链接:
http://www.sciencemag.org/news/2017/09/robotic-remora-can-cling-objects-force-340-times-its-own-weight
MIT Technology Review报道链接:
https://www.technologyreview.com/the-download/608916/scientists-have-built-a-shark-sucking-robot-that-is-hideous-and-cool/
Biomechanics and Soft Robotics Lab报道链接:
http://softrobotics.buaa.edu.cn/home/index.htm
策划/文案:曹嘉辉
采访:谭莉莎、曹嘉辉、李明珠
设计:任天妹
手艺:曹嘉辉
鸣谢:机械工程及自动化学院、国际交织科学研究院仿生软体机械人实验室
编审:门户网站总编总监事情室
投稿:geoos@buaa.edu.cn