3D打印海底機器人，根據(jù)海洋生物特性在船上設(shè)計打印

船一旦出海,，尤其遠航一般都需要在海上待幾個月,，如果期間需要設(shè)計、制造一些新的工具,，會變得非常困難,。3D打印機的出現(xiàn)，為海洋帶來了新的解決方案,。

在深海中,，環(huán)境是黑暗、寒冷,、高壓和沒有空氣的,，這對人類來說是不適合生存的，但卻存在很多茁壯成長的微妙生物,。 研究這些生物,，需要在可以承受這些條件的遙控車輛（ROV）上安裝專用設(shè)備。 然而,，這些裝置設(shè)計的時候主要用于海上能源工業(yè)或軍事應用,，通常不適合與軟體和高度脆弱的生物體相互作用。


精致的海參,，深度為1282米,。

2018年8月6日，南極熊從外媒獲悉,，由工程師,，海洋生物學家和機器人專家組成的團隊已開發(fā)出一種柔軟,，靈活且可定制的替代采樣裝置,，使科學家能夠從海中輕輕抓取不同類型的生物而不會傷害它們。此外,，軟機器人操縱器的3D打印能夠?qū)崿F(xiàn)偏遠地區(qū)的實時制造和修改,。



該團隊的論文于8月1日在開放獲取期刊PLOS ONE上發(fā)表。
論文鏈接：http://journals.plos.org/plosone ... ournal.pone.0200386

團隊設(shè)計的“軟抓手”設(shè)備有兩到五個“手指”,，由聚氨酯和其他柔軟材料制成,，通過低壓液壓泵系統(tǒng)打開和關(guān)閉，該系統(tǒng)使用海水驅(qū)動其運動,。夾子連接到一個木球上,，該木球使用ROV現(xiàn)有的硬爪式工具固定和操縱，該工具由ROV系在其上的船上的操作人員控制,。


完全3D打印版本的抓手

“我們在深海遇到的許多動物都是新物種,，這些軟機器人讓我們能夠精心互動并研究更多樣化的動物群，”David Gruber說，他是一篇關(guān)于該研究的共同作者,，來自紐約城市大學,。

在2017年10月5日至11月2日對鳳凰群島保護區(qū)進行的深海探險中，該團隊使用其軟夾具通過遙控車輛（ROV）對2224米以下的物種進行取樣,。機組人員在他們的船上使用了兩臺3D打印機來動態(tài)構(gòu)建新組件,。


“通過在海上進行3D打印，我們可以在行進中進行設(shè)計,，并提出柔軟的機器人技術(shù),，以便與以前未經(jīng)檢驗過的柔軟細膩的動物進行互動 - 因為它們太脆弱了，”格魯伯說,。

“在船上停留一個月意味著我們必須能夠制造出我們需要的任何東西,，事實證明，3D打印機在船上做得非常好,。我們讓它們幾乎全天候運行,，我們能夠從ROV操作員那里獲得有關(guān)他們使用軟抓手的經(jīng)驗的反饋，并在一夜之間制造新版本以解決任何問題,，“Wyss Institute的研究工程師Daniel Vogt說,。



僅具有兩個手指的抓手改進后，既可以抓大物體也可以抓小物體,，非常像人手,。

據(jù)報道，軟抓手能夠比傳統(tǒng)的水下取樣工具更有效地收集海珊瑚,，海綿和其他海洋生物,，并且損失更小。



該團隊正在進一步開發(fā)夾具,，希望增加傳感器,，當夾具與生物體接觸時，可以向ROV操作員指示,，“感覺”它有多硬或多軟,，并進行其他測量。 最終,，目標是捕獲深海中的海洋生物并獲得完整的物理和遺傳數(shù)據(jù),，而無需將它們從原生棲息地中移除。


“由于對世界偏遠地區(qū)的科學考察成本高昂且計劃冗長,，軟機器人操縱器的即時打印提供了一種實時解決方案,，可以更好地理解并與微妙的深海環(huán)境相互作用，柔軟,，脆弱 ,，以及其他脆弱的生物,，“Vogt等人說。

編譯自：3ders