在遙遠(yuǎn)的馬里亞納海溝，那里是地球最為深邃且環(huán)境極端之地，長(zhǎng)久以來(lái)，僅有笨重的大型潛航器能夠抵達(dá)這一萬(wàn)米深淵。然而，這一局面近日被一款小巧靈活的深海機(jī)器人所打破。

這款名為“小精靈”的機(jī)器人，體長(zhǎng)不足半米，重量?jī)H為1.5千克，卻成功挑戰(zhàn)了這一深海禁區(qū)，相關(guān)研究成果已在《科學(xué)-機(jī)器人》雜志上發(fā)表。這款小型深?？勺冃螜C(jī)器人由北航等科研機(jī)構(gòu)歷經(jīng)六年精心研發(fā)而成。

“小精靈”的設(shè)計(jì)靈感源自于蝙蝠魚(yú)的獨(dú)特運(yùn)動(dòng)模式，使其具備了游動(dòng)、滑翔以及爬行等多種運(yùn)動(dòng)能力。它能夠靈活適應(yīng)各種復(fù)雜的海底地形和任務(wù)需求。

尤為“小精靈”能夠在0.75秒內(nèi)迅速實(shí)現(xiàn)從游動(dòng)到走動(dòng)的轉(zhuǎn)換，這得益于其采用的手性雙穩(wěn)態(tài)超材料結(jié)構(gòu)。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)使得機(jī)器人在面對(duì)深海高壓環(huán)境時(shí)，能夠巧妙地將不利影響轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)力。

深海高壓對(duì)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器的材料性能提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為了克服這一問(wèn)題，研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種全新的驅(qū)動(dòng)裝置。該裝置利用雙穩(wěn)態(tài)手性超材料結(jié)構(gòu)在切換時(shí)產(chǎn)生的突跳效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了高效且穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)。

針對(duì)深海低溫的特殊環(huán)境，團(tuán)隊(duì)還采用了形狀記憶合金進(jìn)行拮抗驅(qū)動(dòng)。通過(guò)周期性電流加熱，形狀記憶合金會(huì)交替收縮，從而驅(qū)動(dòng)手性超材料單元進(jìn)行切換，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的快速循環(huán)擺動(dòng)。

“小精靈”的成功研發(fā)，不僅為深海探索開(kāi)辟了新的可能，更為未來(lái)的海洋資源開(kāi)發(fā)、考古發(fā)掘以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域提供了有力的技術(shù)支撐。