Science Robotics刊登“海底垃圾清洁工”，意大利生物机器人研究所水下行走机器人最新进展！

地球上三分之二的面积被海洋覆盖，海洋供给我们生命所需的一半的氧气，它为人类提供了食物、娱乐，交通，同时维持着气候的稳定。

而我们长久以来对海洋进行着恣意破坏——塑料如云一般覆盖在大海之上，数量庞大以致形成一座座小岛。

（触目惊心的海洋垃圾）

据调查数据显示，我们的海洋上已漂浮有一亿五千吨塑料，而全球每年流入海洋的塑料垃圾就达480万至1270万吨。50年后情况又会是怎样？如果我们让3亿吨塑料都涌入海洋，会不会影响海洋吸收二氧化碳或者制造氧气的能力？

海洋清洁计划迫在眉睫，而科学界早已采取行动。

来自意大利生物机器人研究所的研究团队最近公布了SILVER 2水下机器人的研究进展，并发表在《Science Robotics》期刊中。该机器人被定位为“海底垃圾清洁工”，目标是清除落在海床的塑料垃圾，同时其还能探索和记录海底生物。

尽管大多数‘海洋清洁’行动的目标是清除漂浮在水面附近的大块塑料和垃圾，然而沉在海底的塑料微粒比那些肉眼可见的塑料垃圾还多40倍！

SILVER水下机器人项目的负责人Marcello Calisti表示：“我们的目标是处理在海底附近沉降的微型塑料。潜水艇和其他水下机器人无法到达海底去收集沉没的垃圾；当它们接近海床或靠在海床上时，它们会无意间打乱沙子，掩埋或推开塑料和其他垃圾，这使海洋清洁更难进行。”

该研究团队在2018年的时候宣布了初代机器人SILVER 的诞生，最初的SILVER有四条腿，通过在多种类型的表面上行走和爬行来监视海底。

此后不久，研究人员获得了美国国家地理学会的资助，这使他们能够改进设计并赋予其更多的功能。最新发布的SILVER 2 被安装了6条腿，除了能够在海底走动之外，还可以穿越泥泞和多岩石的表面，甚至在必要时可以跳跃以保持移动。

研究人员受到螃蟹在海底走路的启发。在SILVER 2的设计中，由于流体动力阻力的阻尼作用，机器人在水下会因为浮力减轻重量，因此将浮力中心置于机身上方。

由于螃蟹的腿部弹性极大地影响了它在多岩石的地形中航行的能力。研究人员在SILVER 2的每条腿的膝盖处都安装了弹簧，具有三个自由度，大大降低了航行中被绊倒的风险。当机器人跳跃时，腿与海底接触会模拟螃蟹打孔的动作，伸长并推动脚下的沉积物，这使弹性势能被存储在膝盖上，机器人跳离地面，腿缩回直到再次接触海底。

SILVER2已经在各种艰难的环境条件下进行了测试，包括海藻，泥浆，岩石和沙子。在运动过程中，SILVER2通过在防水车身外壳中使用新型的腿部稳定模块来保持平衡。该机器人还具有导航系统，可帮助其避开障碍物，并使机器人到达所需位置。此外，还安装了压力传感器，浮力系统，接触传感器以及一对摄像头和麦克风，通过录制视频以捕获其周围环境。测试结果还表明，SILVER2 非常安静，不会在海里发出噪音吓跑水里的小动物。

SILVER2可以由船上的人类驾驶员遥控穿越海床，也可以以自主模式运行。在海底走动时，它可以工作约7个小时；如果仅停在海底，则可以工作16个小时，它可以长时间与环境紧密地互动。除了扮演海洋清洁工的角色外，SILVER2还扩展了水下机器人在从生态学到考古学等多种应用中的功能。

Reference：

https://robotics.sciencemag.org/content/5/42/eaaz1012.full

https://techxplore.com/news/2020-05-silver2-aquatic-robot-seabed.html

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