中國研海洋仿生機械人

    海洋機械人的價值，不僅在於探索未知，更在於解決眼前的生產難題。中國清華大學深圳國際研究生院研發團隊日前發佈消息稱，該團隊在海洋仿生軟體機械人領域取得系列研究進展。

    通過模仿海龜、蠕蟲等生物的高效運動模式，分別研發出面向複雜兩棲環境的智能仿生兩棲海龜機械人、面向水下複雜管道內部探測的仿蠕蟲柔性管道機械人，為海陸兩棲跨介質探測與水下管道內部巡檢等複雜任務提供了高效、靈活的技術方案。

    在陸地與水域交界的複雜區域，傳統海洋機械人面臨着嚴峻挑戰：這些過渡區域通常由鬆軟的沉積物、不規則的石塊和不斷變化的地形組成，使得依靠高速螺旋推進的傳統系統容易出現效率下降、機動性受限甚至任務失敗的情況。面對以上挑戰，研究團隊從海龜的運動中汲取靈感，研製出一款智能仿生兩棲海龜機械人，該機械人採用三自由度仿生鰭肢與輕量化設計，並通過貝葉斯優化實現低功耗高效運動。其核心創新在於融合視覺與觸覺信息，利用雙流捲積神經網絡進行地形即時分類，準確率高達百分之九十九點一七，並據此實現動態步態自我調整。該策略使機械人能效提升百分之十九點一，運動速度提高百分之九點二，在複雜環境中表現出卓越的穩定性。

    另一方面，管道作為能源運輸與城市運維的核心基礎設施，其隱蔽性、複雜性給檢測維護帶來巨大挑戰。傳統剛性管道機械人結構複雜、控制難度大，在小管徑、破損管道或動態水流等複雜工況下適應性受限；現有軟體機械人雖具備靈活性優勢，但普遍存在流阻大、負載能力弱、難以應對真實管道故障等問題。

    對此，研究團隊研製出了一款磁吸式模組化仿蠕蟲柔性管道機械人，該機械人創新性地採用星形三向錨定足與纖維增強波紋管主幹設計，兼具純柔性與高負載能力，重僅一百二十克，卻能在垂直管道中推動七百五十克、拉動三百○九點五克負載，並適應卅九至六十毫米的變管徑，以及○到九十度管道傾角。其模組化磁吸設計支持快速構型重組，使三節構型可跨越二十五毫米缺口，五節串聯構型更能跨越八十毫米寬斷裂缺口，搭載攝像頭後，機械人可在複雜管道內部完成巡檢任務。

    研究人員指出，在以上兩項研究中，仿海龜軟體機械人通過多模態感知實現了環境智能適應，而仿蠕蟲軟體管道機械人則通過可重構模組化軀體突破了複雜非結構化空間的運動限制，分別為兩棲跨介質探測與水下管道內部巡檢等複雜任務提供了高效、靈活的技術方案。

    美    子