研究人員利用仿生學和3D列印技術開發機器魚

3D印表機器魚原型

我們都知道，3D印表機器魚具有各種應用，如：水下數據採集、水中毒素檢測、研究和魚類保護，甚至作為家庭寵物等。3D虎從外媒了解到，來自土耳其菲拉特大學的一組工程研究人員正在使用仿生設計為不同的海洋應用提供靈活的解決方案，如觀察生物、檢查水下資源、發現和防治污染、海岸線安全、測量淹沒區域和管道故障檢測等。

3D印表機器魚詳細機械配置

據悉，研究人員受鯉魚啟發，最近發表了一篇關於他們使用3D列印、機器人和仿生學開發自主水下航行器（AUV）的「 智能仿生機器魚設計與製造」的論文。

在設計3D列印仿生機器魚時，需著重考慮的是其身體結構和游泳模式，因此研究人員花了很多時間進行觀察和研究。據研究表明，超過85％的魚是通過彎曲身體或尾鰭（也稱為BCF）進行游泳，而其餘魚則用奇鰭或胸鰭（MPF）進行游泳。

一段時間內鯽魚向前和轉泳模式說明圖

「機器魚設計有兩種方法。首先是仿生設計，它具有一定的要求，例如尾部的大小和關節數量，以提供身體行波，以及能夠控制重心保持在一定深度。「研究人員寫道。「第二種設計方法僅使用魚類的運動效果。」

機器魚原型的自主游泳性能

據3D虎了解，菲拉特大學的機器魚原型複製了BCF型游泳模式及其推進式伺服電機驅動尾部機制，它還具有前部、剛性、魚雷形狀的主體，用於容納所有感測器和電子設備，當然，還有重心（CoG）控制機構，用於上下移動。

因為機器魚在游泳時需要能夠感知環境中的靜態和動態物體，所以研究人員在它們身上添加了三個夏普紅外距離感測器，重量約為3.1千克，長約500毫米，寬76毫米，高215毫米。

前瞄準器和瞄準角設計

這項研究提出了基於生物游泳啟發的智能機器魚原型（i-RoF）的仿生設計和製造，以執行現實世界的探索和測量任務。為了測試安裝部件的密封性能，研究人員在測試池中運行了6小時。

未來，研究人員將圍繞使用不同的控制結構檢查3D印表機器魚原型的閉環控制性能，以及測試其在不同水道中的游泳能力。

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