Repórter Wu Yue e Yan Yiqiao
时而摆动“尾鳍”游动，时而展开“背鳍”滑翔，还能用足部爬行……一台身长不到50厘米、体重仅2.7千克，能在万米深海实现多模态运动的小型机器人(上图为示意图，受访团队供图)，是由北京航空航天大学研究团队联合中国科学院深海科学与工程研究所、浙江大学历经6年研发的，相关研究成果近日发表在国际学术期刊《科学·机器人》。
A topografia do fundo do mar é complexa, como fazer com que o robô tenha a capacidade de se adaptar ao movimento multimodal do ambiente? O peixe-morcego do fundo do mar pode nadar e andar livremente por meio de movimentos inteligentes de nadadeiras, o que forneceu à equipe de pesquisa científica inspiração biônica: um robô multimodal capaz de nadar, planar e rastejar "nasceu". No modo de natação, o robô gera empuxo através do balanço da "barbatana caudal", e a velocidade máxima pode chegar a 3,0 cm por segundo, e no modo de deslizamento, a "barbatana dorsal" implantada usa a sustentação da água para deslizar por longas distâncias. No modo de rastreamento, o robô é capaz de andar na areia a uma velocidade de 0 centímetros por segundo usando um design de pé anisotrópico.
De acordo com Wen Li, professor da Escola de Engenharia Mecânica e Automação da Universidade de Beihang, a equipe de pesquisa projetou um novo dispositivo de acionamento: uma estrutura de metamaterial quiral biestável que usa uma estrutura de metamaterial quiral biestável para obter uma condução eficiente ao alternar entre dois estados estacionários. A velocidade e a amplitude do salto rápido aumentam com o módulo do material estrutural, revertendo habilmente os efeitos negativos da alta pressão do mar profundo sobre materiais macios em efeitos positivos, ajudando a melhorar o desempenho de condução do robô. Para resolver o desafio da criogenia do fundo do mar, a equipe de pesquisa usou uma liga com memória de forma que pode atingir deformação ativa cíclica de alta frequência em um ambiente de baixa temperatura para acionamento antagônico, e um par de molas de liga com memória de forma foram ativamente contraídas alternadamente por meio de aquecimento periódico de corrente, acionando a comutação de salto biestável de unidades de metamaterial quiral, de modo a realizar o rápido balanço cíclico do driver.
Ding Xilun, reitor da Escola de Engenharia Mecânica e Automação da Universidade de Beihang, disse que os robôs podem se adaptar a diferentes terrenos do fundo do mar e às necessidades da missão, e podem fornecer assistência para o desenvolvimento de recursos marinhos e escavações arqueológicas. No futuro, será possível monitorar a atividade geológica e os biomas em tempo real por meio da instalação de pequenas câmeras e sensores.
Para verificar o desempenho do robô, a equipe de pesquisa realizou testes de campo em vários locais do fundo do mar, como o Seahorse Cold Spring e a Fossa das Marianas. Durante o teste, o robô resistiu com sucesso à baixa temperatura e alta pressão do fundo do mar e alcançou o movimento multimodal esperado. De acordo com Wen Li, a equipe de pesquisa está trabalhando para a direção de pesquisa de "robô flexível em alto mar + inteligência artificial".
(Feng Hao participou da escrita)
Diário do Povo (Edição 06/0/0 0)