美国德克萨斯大学仿生黑科技，软体水母机器人实现有载荷快速垂直游动 / 四六文摘

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目前的水下机器研究大多集中于常见的鱼类，例如金枪鱼、鲤鱼等，很少能够实现垂直方向上游动。最近，德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员Yonas Tadesse等人研发了一种可快速垂直游动且有一定有效载荷的仿生水母软体机器人。

相比于传统刚性机器人而言，软体机器人采用变形较大的柔性材料制成，可以实现大尺度连续变形，并任意改变自身的尺寸和形状。与此同时，柔性材料的使用使得软体机器人比刚性机器人质量轻，可实现与人的安全协作。

该仿生水母软体机器人的主要运动机制是通过向机器人下方喷射流体产生反作用力，推动其在水环境中进行垂直运动。生物界中很多动物都有可充气结构，并实现各种不同的功能。研究人员受此启发，设计一种柔性气动复合执行器（soft pneumatic composite actuators），由一台空气压缩机提供动力，该压缩机使执行机构膨胀并弯曲，以产生平稳的运动。同时，研究人员还对其承载载荷的能力进行了实验验证。

新型的柔性气动复合执行器

在哈佛大学开发的执行器之上，研究人员进行了一定的改进，设计了一种新型的柔性气动复合执行器。该执行器由一个单腔室和外层的薄弹簧钢组成，后者会膨胀以产生弯曲运动。为了产生弯曲运动，将不可拉伸的材料嵌入到软材料中。设计执行器的主要思想是在侧面具有最大厚度，在顶部具有最小厚度，以最大程度地利用进入腔室的空气量。腔室内的压力将遵循阻力最小的路径，因此与侧面相比，致动器顶层的充气更大。该执行器的主要材料为有机硅胶树脂，同时采用弹簧钢作为不可扩展层。