科学家模仿磷虾开发成群的水生机器人

Pleobot在实际磷虾的下面复制了pleopods（如图）                                                            Depositphotos

虽然我们大多数人可能只是认为磷虾是长须鲸的食物，但这种微小的甲壳类动物也是非常熟练的游泳者……以至于科学家们现在已经开发了一个受磷虾启发的机器人平台，希望有一天能创造出成群的海洋探索游泳机器人。

磷虾长约2英寸（51毫米），通过异时游泳在水中移动。

虾和小龙虾等节肢动物也采用这种运动方式，这种运动方式包括通过动物下侧的一排排“游泳腿”（又名腹足类动物或swim meret）发送连续的运动波。它工作得很好，因为磷虾能够快速加速和停止，并执行急剧，快速转弯。

为了更好地了解异时游泳的力学原理，来自罗德岛布朗大学的研究人员与墨西哥国立自治大学的同事合作，创造了受鲨鱼启发的Pleobot机器人平台。


Pleobot比单个磷虾大10倍                                                                          威廉莫斯实验室
 

这个关节式装置的大小是真正的磷虾的10倍，它包含了一个由两个3D打印的节段组成的人工腹足。当顶端部分由动力传动系统向前和向后移动时，较低的部分被动地在水中来回摇摆，模拟真正的腹足类动物顺序打开和关闭的方式。

“用生物体做实验是具有挑战性和不可预测的，”布朗工程博士生萨拉·奥利维拉·桑托斯说，她是这项研究的主要作者。“Pleobot使我们能够以无与伦比的分辨率和控制力来研究类似于kril的游泳的各个方面，这有助于它在水下操纵方面的出色表现。”

尽管在制造出完整的磷虾机器人之前还需要进行更多的研究，但Pleobot已经帮助科学家们弄清楚了磷虾在向前游动时是如何产生升力的。该平台揭示了当附肢通过其动力冲程移动时，腹足后部的低压区域增强升力的方式。

该项目负责人莫妮卡·马丁内斯·威廉斯教授说：“这项研究是我们开发下一代水下自主感知器的长期研究目标的起点。”“能够理解附属物层面的流体-结构相互作用，将使我们能够对未来的设计做出明智的决定。”

有关这项研究的论文最近发表在《科学报告》杂志上。Pleobot可以看到在行动，在下面的视频。