PLeobot：用于同步游泳的模块化机器人解决方案

6月13日《nature》杂志上发表文章《PLeobot：用于同步游泳的模块化机器人解决方案》，Pleobot是第一个研究异时游泳的全关节机器人。该设计构成了一个模块化的3D打印平台，结合了磷虾的运动学和形态学特征，如图1。磷虾是一种海洋生物，经观察可形成大型聚集体并迁移到数百米深的海洋中。虽然已经对磷虾运动学进行了非常详细的探索，但需要对单个附肢附近的流体流动进行定量分析，以将运动学与流体动力学联系起来并理解力的产生。

作者提出了第一个完全铰接的、多链接的、同步的机器人附属物，再现了磷虾的腹足动物运动学。作者提出的Pleobot的游泳运动学以三个主要角度为特征：一是身体轴与原生动物之间的角度；二是原肢与双臂远端附肢（包括内肢和外肢）的夹角；三是内足和外足之间的角度。作者的新颖设计通过腹足类动物与周围流体之间的相互作用，实现了对近端和远端附属物的主动控制以及远端附属物两个分支的被动平面外驱动。此外，作者通过组装 3D 打印模块实现了磷虾腹足类的主要形态特征。使用力和流体流量测量，作者量化了特定流量特征对推力和升力产生的影响，并理清了它们在划水的动力和恢复阶段的作用。作者通过使用生物数据来验证模型作为合适的测试平台。在这项研究中，Pleobot首次研究异时足足动物的近场流动，并为以前未报道的前缘吸力效应提供证据，该吸力效应有助于在动力冲程期间提升。

随着对用于水下探索的机动AUV的需求不断增长，特别是，地外海洋的发现推动了新型机器人平台的开发，这些平台可能需要异时游泳的效率、多功能性和可操作性。因此，Pleobot为即将进行的异时游泳工作奠定了基础，为水下探险者的设计提供信息。相关研究成果发表在《nature》期刊上。

来源：nature