深海探測有個卡了幾十年的痛點:高壓會壓碎電子元件,低溫會凍硬軟材料,傳統(tǒng)硬殼機器人只能靠“傻大笨粗”的金屬外殼抗壓,成本高、機動性差,還容易碰壞脆弱的海底生態(tài)。直到最近,中國科學(xué)家用一條“軟體魚”,把這個痛點徹底“揉軟”了。
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過去二三十年,人類探深海靠的是“硬殼邏輯”:用鈦合金、陶瓷做外殼抗壓,可這殼越厚越重,機器人就越像“鐵疙瘩”——體積大進(jìn)不了狹窄海溝,重量大容易壓壞海底珊瑚。更麻煩的是,高壓低溫會讓軟材料變硬,傳統(tǒng)軟體機器人下了深海就“僵住”,根本動不了。探海成本高、效率低,還總“誤傷”海底生態(tài)。
直到哈爾濱工程大學(xué)李國瑞課題組出手!
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他們從19世紀(jì)的“電致流動”現(xiàn)象里挖到靈感:用靜電場控制介電液體流動,把電場力變成機器人的“動力源”。簡單說,機器人里灌了一種“聰明液體”,電場一刺激,液體就定向跑,推著軟殼“變形”。
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但深海高壓低溫會讓軟殼變硬,咋辦?團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了“液—固塑化機制”,讓液體既能流動驅(qū)動,又能保持彈性,像給機器人裝了“會軟會硬的流體骨骼”。
你可以把它理解成:傳統(tǒng)機器人是“鐵骨頭+死肌肉”,這款是“流體骨骼+活肌肉”——不需要笨重外殼,靠液體流動自己抗壓,低溫高壓下還能靈活“扭身子”。
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2024年6月到7月,這條“軟體魚”在南海連闖三關(guān):3176米深度完成復(fù)雜軌跡運動,1369米冷泉區(qū)實現(xiàn)低擾動探測,4070米海山區(qū)和“海星”號深潛器協(xié)同作業(yè)。它不用耐壓外殼,靠體內(nèi)液體自動平衡海水壓力;重量僅670克,能貼著海底“滑”著走,幾乎不擾動珊瑚;還自帶光學(xué)感知系統(tǒng),能“看”清周圍環(huán)境。
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據(jù)《科學(xué)·機器人》期刊報道,這項技術(shù)突破讓深海探測從“硬扛壓力”轉(zhuǎn)向“柔性適配”,未來能低成本、低擾動地觀測深海生物,甚至鉆進(jìn)礦洞采集脆弱樣本。
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從“硬殼探海”到“軟體翱翔”,背后是一群科學(xué)家把19世紀(jì)的物理現(xiàn)象變成21世紀(jì)的探海利器。他們沒追“堆材料”的熱鬧,而是用“流體+電場”的巧勁,在深海里“軟”出一條路。這不是簡單的技術(shù)升級,是中國科研“另辟蹊徑”的智慧——當(dāng)別人用蠻力“砸”開深海大門,我們用巧勁“滑”了進(jìn)去。
那么你覺得這種軟體機器人,還能在哪些極端環(huán)境里派上用場?評論區(qū)聊聊!
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