清华海洋仿生机器人新突破:两栖海龟漫步复杂区域,蠕虫机器人畅行管道

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在海洋科技探索与基础设施维护领域,清华大学海洋软体机器人与智能传感实验室取得了突破性进展。该实验室近日发布了两款海洋仿生机器人,分别针对海陆两栖跨介质探测和水下管道内部巡检等复杂任务,提供了高

  在海洋科技探索与基础设施维护领域,清华大学海洋软体机器人与智能传感实验室取得了突破性进展。该实验室近日发布了两款海洋仿生机器人,分别针对海陆两栖跨介质探测和水下管道内部巡检等复杂任务,提供了高效且灵活的技术解决方案。

  实验室负责人曲钧天副教授介绍,传统机器人在水陆交界区域常面临诸多挑战。该区域地形复杂,有松软的沉积物和不规则的石块,依靠高速螺旋推进的传统机器人在此类地形上运动时,效率会大幅下降,机动性也受到极大限制。为攻克这一难题,团队从海龟的运动中获取灵感,成功研制出智能仿生两栖海龟机器人。这款机器人的核心创新在于采用多模态感知技术,融合视觉与触觉信息,从而实现对复杂环境的智能适应。团队还对海龟机器人的仿生鳍肢进行了轻量化设计,在户外测试中,机器人在复杂环境里展现出卓越的稳定性,能够实时对不同复杂地形进行分类,准确率高达99.17%,实现了动态步态自适应。

  另一款磁吸式柔性蠕虫机器人同样引人注目。曲钧天指出,管道作为能源运输与城市运维的核心基础设施,其隐蔽性和复杂性给检测维护工作带来了巨大挑战。传统刚性管道机器人结构复杂、控制难度大,在小管径、破损管道或动态水流等复杂工况下适应性较差;而现有的软体机器人虽具备灵活性优势,但普遍存在流阻大、负载能力弱、难以应对真实管道故障等问题。这款磁吸式柔性机器人模仿的是海洋深处常见的蠕虫,适用于复杂管道环境。

  团队通过创新设计,采用星形三向锚定足与纤维增强波纹管主干,使该机器人兼具柔性与高负载能力。尽管它的重量仅120克,却能在垂直管道中推动750克的物体、拉动309.5克的物体,还能适应0度至90度的管道倾角。当搭载摄像头后,机器人可在复杂管道内部顺利完成巡检任务。

  目前,团队正对这两款机器人开展持续的技术优化工作,旨在推动它们在海洋环境探测、基础设施巡检等领域实现更广泛的应用。

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