水母機器人 水母機器人引（Machine jellyfish），機器水母是德國費斯托工程公司研製的小型仿生機器人，其所擁有的能力絕對可以讓人們大吃一驚。它們利用圓頂結構內的11個紅外發光二極體實現彼此間的通訊。
基本介紹
- 中文名：水母機器人
- 外文名：Machine jellyfish
- 產地：德國
- 作用：實現彼此間的通訊
簡介,設計特色,相關新聞,氫動力,概述,結構特點,未來發展,
簡介
在美國科幻電影《黑客帝國》中，有數以千的長著觸角的章魚形狀機器人，它們在該片中被稱為“衛兵”，可在空中漂移，對人們和宇宙飛船發起攻擊。儘管這是科幻電影中的虛構情節，由基努·里維斯（Keanu Reeves）扮演的主人公“里奧”和戰友們共同抵禦機器人的攻擊。但也許在未來這種可在空中漂移的“衛兵”機器人將成為現實。
水母機器人
水母機器人德國費斯托公司最新研製的“水母”機器人就與《黑客帝國》中的機器人十分相似，它們長著許多觸角，裡面充滿著氦氣，看上去非常漂亮，能像水母漂在海水中一樣漂浮在空中。談及到這款機器人，費斯托公司還研製出另一種機器人——“機器水母”，這是一種能夠在水中漂浮著的機器人。
設計特色
“水母”機器人是由德國費斯托公司所研製生產。它長有觸角，體內充滿了氦氣，在空中飄浮時就好像水中浮動的水母一樣。“空中水母”的靈活性與便捷性體現了人工智慧方面的研究成果，將在海底勘探和航空航天等領域有著光明的套用前景、
機器水母的球形身體是個用雷射燒結製成的密封艙。它長著8根觸鬚，這些仿生觸鬚的構造取材於對魚鰭功能的剖析。每根觸鬚包含軟硬適度的“主心骨”，骨外面連著柔性的表面，表面分成兩個腔，壓力可以分別調整，使整個觸鬚向某個方向彎曲。每根觸鬚的頂端都有小鰭。受觸鬚帶動，小鰭像魚尾那樣划水，推動水母機器人前進。
要做到在水中自如遊蕩並不容易，水中機器人配備了一系列的感測器、功能頗強的通訊系統，還有基於機器人群體智慧型的控制軟體。壓力感測器告訴水母當前所處的深度，精確到幾毫米；光感應器向它報告潛在障礙的大致位置，包括周圍其他機器人水母在哪裡。
相關新聞
據英國每日郵報報導，2013年3月份，美國海軍兵工廠最新研製一款自治化“機器人水母”，它的體積較大，並且與成年人體重相近。美國維吉尼亞理工學院工程系研究人員最新研製這款機器人原型，它被命名為“Cyro”，之前該研究小組研製了另一款機器人水母，體積是人類手掌大小相近，接近于海灘上最常見的水母物種。機械工程系博士生亞歷克斯-維拉努埃瓦說：“較大的裝置允許更多的有效負載、更長的持續時間和更長距離的操作性。生物學和工程學結果表明較大的裝置具有較低的運輸成本，它可用於測量運輸方面的能量消耗。”
美科學家打造機器水母可當水下間諜
美國維吉尼亞理工大學工程學院研製的機器水母“Cyro”，長5英尺(約合1.5米)，寬7英寸(約合18厘米)，重170磅(約合77公斤)，機械肢上覆蓋著白色矽樹脂。台北時間2013年5月10日訊息，據美國有線電視新聞網(CNN)報導，美國維吉尼亞理工大學工程學院的一組研究人員研製出一款名為“Cyro”的機器水母，可以充當軍方的水下間諜。它的能力讓超級間諜007也自愧不如。
Cyro是美國海軍水下作戰中心和海軍研究辦公室出資的一項計畫的研究成果。這項計畫共投入500萬美元，由美國各地的多所大學參與，旨在研製自供電的自治機器人，用於進行水下監視任務或者監測海洋環境。維吉尼亞理工大學的機械工程系博士生亞歷克斯-維拉努瓦表示：“我們正儘可能讓這款機器人接近於真正的水母，包括在外觀、移動方式和感覺等方面。”
美國海軍過去就曾研製機器水母，但沒有一個能夠與Cyro相提並論。2012年，由機械工程學教授沙沙克-普利亞領導的維吉尼亞理工大學的研究團隊揭開了名為“RoboJelly”的Cyro早期原型的神秘面紗。不過，RoboJelly的尺寸很小，只有人手大小。維拉努瓦指出：“研製體積更大的機器水母的一個重要原因在於增加有效載荷，為安裝儀器設備提供空間，允許其執行更為複雜的任務。另一個重要原因在於，機器人的體積越大，往往意味著效率更高。根據生物學家對動物進行的研究，體型越大的動物從地點A前往地點B所耗費的能量也越小。”
“Cyro”這個名字來自於學名“Cyanea capillata”的霞水母。這款機器水母有8條手臂，表面覆蓋白色的柔軟矽樹脂。在設計上，Cyro能夠模擬真實水母的移動方式，在水中自行推進。Cyro的中部有一個控制盒，充當它的大腦。研究人員尚未在Cyro身上安裝攝影機，但以後會進行安裝，同時還會安裝其他監視設備。維拉努瓦說：“Cyro裝有一個基本控制系統。我們事先對Cyro進行編程，制定所需完成的任務。進入水中後，Cyro便會按照預先設定的程式執行任務。”
Cyro採用可充電的鎳氫電池，其中一個缺陷就是遊動時間較短，只能連續遊動4個小時。維拉努瓦表示：“這種缺陷從某種程度上說是電池導致的。這項計畫的目標是研製出一款能夠長時間在水下活動的機器水母，同時儘可能將維護需求降至最低。未來的Cyro將擁有更長的續航能力，一次可在海中逗留數周，甚至數月。”
研究小組正在尋找其他能量源，為Cyro提供電力。維拉努瓦說：“真正的水母也無法在不進食情況下遊動。機器水母也是如此。它們必須補充燃料。我們正在尋找新的能量獲取方式，利用能夠在海洋中利用的任何能源，例如太陽能和波浪能。此外，我們還在研發更為新奇的方式，例如利用微生物燃料電池消化海水中的營養物。”
這款原型距離部署到海洋還有幾年時間。機器水母擁有很多潛在套用。這種機器人可以用於研究魚類，監測洋流或者清理漏油。在軍事監視行動中，機器水母也能夠發揮重要作用。維拉努瓦說：“水母的一個巨大優勢就是欺騙性，它們是一種你不會感到威脅的動物。如果我看到一個機器鯊魚和一個機器水母，我一定更提防機器鯊魚，而不是機器水母。”
氫動力
概述
美國維吉尼亞理工大學工程師約納斯-塔德塞等人在美國海軍研究所的贊助和支持下，發明了一種氫氣動力水母機器人--“機械水母”，這種神奇的機器人在水中可以像真正的水母一樣遊動。
塔德塞等人的研究成果發表於《智慧型材料與結構》雜誌之上。塔德塞介紹說，水母遊動的動作簡單有效，因此這可以作為水下機器人的理想模型。此外，機械水母以氫作為燃料，從理論上講，它的能量將取之不盡用之不竭。塔德塞表示，“據我們所知，這是第一個採用外部氫氣作為燃料來源的水下機器人。”
結構特點
水母是利用其傘狀體內部的環肌進行移動的。當它們收縮時，傘膜將水母的身體關閉於其中，並排出水流，從而推動身體向前移動。當肌肉放鬆時，傘膜又會恢復原來的形狀。為了模擬水母的運動機制，機器人必須要使用有形狀記憶能力的合金，也就是說所使用的材料能夠記住原始形狀。然後，再將這些材料包裝於碳納米管中，並塗上一層鉑黑粉。
機械水母的動力來自於水中的氧和氫以及表面的鉑之間的化學反應所產生的熱量。化學反應產生的熱量傳遞到機械水母的人造“肌肉”上，使其達到伸縮變形的目的。這就意味著機械水母可以從其周圍的水中獲得再生燃料，而不是僅僅依靠有限的電池能量。研究團隊認為，機械水母的能量應該取之不盡用之不竭。
未來發展
至今機械水母仍處於研發早期階段，但研究人員表示這種機器人最終將可套用於水下營救作業。這個機械水母可以同時伸縮8節身體。研究人員正在考慮如何改進，以更方便的方式單獨控制每一節身體。如果能夠找到解決方案，那么改進版的機械水母活動將更加靈活。這項研究由美國海軍研究所提供贊助和支持。他們希望這項發明將能夠套用於美國海軍和海軍陸戰隊中。
