北京航空航天大学登上顶级国际学术会议ICRA，一款仿生鱿鱼机器人将“水下无人机”带入新境界

导读

作为机器人领域的国际顶级会议IEEE International Conference on Robotics and Automation（ICRA）每年都会吸引大批机器人领域的学者参加。2019年ICRA近期在蒙特利尔成功举办，一款来自北京航空航天大学的仿生鱿鱼机器人吸引了业界的注意，并登上IEEE SPETRUM 网站。

作者：溪岚

编辑：小木

北航鱿鱼状喷气机器人  

这款来自北京航空航天大学的喷气机器人模仿了鱿鱼在前进时的移动方式，通过向后喷射某种物质来达到前进的动力。只不过这款机器人喷出的是气体，而真正的鱿鱼会从体内喷射出水流来进行移动。世界上有一些种类的鱿鱼，例如太平洋褶鱿鱼，还能够通过喷水越出水面，依靠着身体两侧的“小翅膀”在空中滑翔一小段距离。北航这款仿照着这些鱿鱼制成的机器人也同样具备越出水面的能力。

北航这款仿生机器人具体的工作原理是这样的：

它将压缩空气储存在身体前部的圆筒形气室内，连接着身体两侧的三角鳍和尾鳍（或许说鱿鱼须更为恰当），以及身体后部的储水室。当它要在水中移动时，气动执行器就会释放出一定量的空气，挤出储水室中的水，产生推动力，将机器人的身体弹出水面。

然后再将身周的水吸进储水室，将空气排出，准备完成下一次喷射。

据研究人员介绍，依靠喷气作为动力，机器人最多可在水中行进10米左右。

若是依靠喷气跃出水面，机器人则可跳跃10到20米的距离。

然而，由于实验还在初步阶段，机器人目前还只能进行一次喷射。对此，研究人员正在尝试用液态二氧化碳等密度稍大的气体来代替压缩空气，以延长喷气时间，实现多次跳跃。下面是北京航空航天大学这款鱿鱼状喷气机器人的结构+测试视频：

瑞士联邦理工大学扇贝状喷水机器人  

除去北航的鱿鱼状喷气机器人来自瑞士联邦理工大学的Jamie Paik教授领导的可重构机器人实验室研发出的一款以扇贝为灵感的水下机器人——RoboScallop也非常有意思。

这款机器人如同真正的扇贝一样，拥有两片相连接、可开合的外壳，以及一片包裹住外壳的弹性膜，以代替扇贝肉的作用。

扇贝在游动时，通过打开和关闭外壳，将吸入壳内的水从身体背部排出，产生向前的推力。机器人也同样，在张开时，水被吸入到壳内，闭合时，水从弹性膜未连接的部分挤出，推动机器人向前或向上游动。

如上图，在缓慢打开双壳时，水从缝隙被吸入到机器人内部，这时机器人不动。其后，迅速将壳合上，水从膜内向后排出，产生向前的推动力。这样一开一合为一个循环，机器人就可以一直向前游动了。

扇贝机器人重量仅有65克，外壳的开合频率超过2.5赫兹，移动速度为每秒16厘米，在推动力有限的情况下，这已经可以算是比较快的移动速度了。

不过这个扇贝机器人还不能控制自己游动的方向，这跟真正的扇贝略有不同，真正的扇贝可以通过增加某一侧喷出的水量来改变自己行进的方向。Jamie Paik表示，他们很快就会让机器人实现这个功能，并且他还表示，由于形状的特殊性，这个机器人还可以兼作一个夹钳，在这一点上，机器人实现了超越原生物的一大步。

虽然这两个水下机器人都还比较简单，功能也不够完善，但也让我们看见了仿生机器人丰富多彩的可能性，也希望从今以后，能有更多有趣的、实用的仿生机器人出现在大家的眼前。

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