說到水下軟體機器人，大多都是模仿魚類、海星、水母等生物。其實還有科學家在“樹葉在空中飄動而掉落”中汲取靈感，開發(fā)了一款水下軟體機器人，還登上了機器人頂級期刊《SCIENCEROBOTICS》的封面！今天Aigtek安泰電子就給大家分享一下他們的研究成果。

　　這款機器人被稱為“SwimmingLeaf”，（下稱“樹葉”），由韓國首爾國立大學機械工程系的研究小組開發(fā)，能夠自主游泳，向下游動時就和樹葉飄落一模一樣。還具有整合探索和維護海洋環(huán)境所需的各種功能的潛力，比如撿起水底的塑料垃圾。

　　要想設(shè)計一款會游泳的樹葉機器人，就要先搞清楚落葉飄落時的運動動力學問題。研究人員發(fā)現(xiàn)，樹葉上有關(guān)鍵的9個質(zhì)量點，每個點上的點質(zhì)量會在質(zhì)心和浮力之間造成偏移，從而產(chǎn)生與環(huán)境耦合的內(nèi)部扭矩，就是我們平時看到的樹葉“搖搖晃晃”飄落下來。

　　那如何讓“樹葉”機器人按照我們想要的方式運動呢？樹葉飄落的關(guān)鍵之處在于，這種運動高度依賴于樹葉上的密度分布，并且在水下環(huán)境中效果會進一步放大。于是，改變“樹葉”的密度分布，就是機器人自主運動的關(guān)鍵！

　　研究人員將一層薄薄的軟復(fù)合材料制成葉片，在葉片上附上了一個“浮力皮膚”驅(qū)動器，由充滿液體的彈性體（稱為“肌肉”）和柔軟的電子電路組成，將電路加熱到一定程度時，內(nèi)部液體會產(chǎn)生連續(xù)的劇烈體積變化從而改變其密度，密度變了，則浮力也會發(fā)生改變。

　　電子電路上有不同的三個激活位點，通過控制熱量施加的位置點，可以控制不同點位上的浮力，從而實現(xiàn)兩種運動步態(tài)：

　　三個點位浮力均勻分布：

　　三個點位浮力不均勻分布：

　　這種密度分布控制技術(shù)無需使用螺旋槳或其他推力裝置，也無需大幅改變物體的形狀，就可以通過的任意結(jié)構(gòu)移動到所需位置，不僅讓薄薄的“樹葉”動起來，連花盆也不在話下。

　　這片小小的“樹葉”有什么作用呢？

　　研究人員稱，它具有探索和維護海洋環(huán)境的具大潛力，可以從小到一毫米的大小到幾米甚至更大的大面積廣泛使用。為了證明這種可能性，研究人員做了一個實驗，結(jié)合折紙設(shè)計展示了大面積的水面除油污功能。

　　把機器人放在一個小水箱中，這里它不是以“樹葉”的形式，而是利用了超疏水-超親油吸附片制作了一個自展開折紙框架，下水后幾秒鐘就可展開。隨后機器人可對準油污區(qū)域，自動游到溢油區(qū)并去除污染物。如果把親油吸附片換成輕薄的多個膠粘片，機器人還可以清理水底的塑料垃圾：

　　ATA-L系列水聲功率放大器，是一款寬頻帶能輸出較大功率的單通道放大器。最大輸出1200Vrms電壓，6500VA功率，可驅(qū)動0~100%的阻性或非阻性負載，客戶可根據(jù)測試需求靈活調(diào)節(jié)，它在水下軟體機器人的驅(qū)動及研究中也有著良好的應(yīng)用

　　最大輸出功率6500VA

　　帶寬（-3dB）200Hz~120kHz

　　最大輸出電壓1200Vrms

　　寬頻帶大功率

　　水下領(lǐng)域?qū)Ｓ脙x器

　　ATA-L系列水聲功率放大器的應(yīng)用場景廣泛，針對水下測試我們可進行：海洋探測、海洋環(huán)境監(jiān)測、海洋資源開發(fā)、海洋科考、海運航道規(guī)劃、漁業(yè)與海底資源探測、地形地貌掃描方面的實驗與研究。

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