3D打印機(jī)器魚原型

我們都知道，3D打印機(jī)器魚具有各種應(yīng)用，如：水下數(shù)據(jù)采集、水中毒素檢測(cè)、研究和魚類保護(hù)，甚至作為家庭寵物等。來自土耳其菲拉特大學(xué)的一組工程研究人員正在使用仿生設(shè)計(jì)為不同的海洋應(yīng)用提供靈活的解決方案，如觀察生物、檢查水下資源、發(fā)現(xiàn)和防治污染、海岸線安全、測(cè)量淹沒區(qū)域和管道故障檢測(cè)等。

3D打印機(jī)器魚詳細(xì)機(jī)械配置

據(jù)悉，研究人員受鯉魚啟發(fā)，最近發(fā)表了一篇關(guān)于他們使用3D打印、機(jī)器人和仿生學(xué)開發(fā)自主水下航行器（AUV）的“智能仿生機(jī)器魚設(shè)計(jì)與制造”的論文。

在設(shè)計(jì)3D打印仿生機(jī)器魚時(shí)，需著重考慮的是其身體結(jié)構(gòu)和游泳模式，因此研究人員花了很多時(shí)間進(jìn)行觀察和研究。據(jù)研究表明，超過85％的魚是通過彎曲身體或尾鰭（也稱為BCF）進(jìn)行游泳，而其余魚則用奇鰭或胸鰭（MPF）進(jìn)行游泳。

一段時(shí)間內(nèi)鯽魚向前和轉(zhuǎn)泳模式說明圖

“機(jī)器魚設(shè)計(jì)有兩種方法。首先是仿生設(shè)計(jì)，它具有一定的要求，例如尾部的大小和關(guān)節(jié)數(shù)量，以提供身體行波，以及能夠控制重心保持在一定深度?！毖芯咳藛T寫道?！暗诙N設(shè)計(jì)方法僅使用魚類的運(yùn)動(dòng)效果?！?/p>

機(jī)器魚原型的自主游泳性能

據(jù)了解，菲拉特大學(xué)的機(jī)器魚原型復(fù)制了BCF型游泳模式及其推進(jìn)式伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)尾部機(jī)制，它還具有前部、剛性、魚雷形狀的主體，用于容納所有傳感器和電子設(shè)備，當(dāng)然，還有重心（CoG）控制機(jī)構(gòu)，用于上下移動(dòng)。

因?yàn)闄C(jī)器魚在游泳時(shí)需要能夠感知環(huán)境中的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)物體，所以研究人員在它們身上添加了三個(gè)夏普紅外距離傳感器，重量約為3.1千克，長(zhǎng)約500毫米，寬76毫米，高215毫米。

前瞄準(zhǔn)器和瞄準(zhǔn)角設(shè)計(jì)

這項(xiàng)研究提出了基于生物游泳啟發(fā)的智能機(jī)器魚原型（i-RoF）的仿生設(shè)計(jì)和制造，以執(zhí)行現(xiàn)實(shí)世界的探索和測(cè)量任務(wù)。為了測(cè)試安裝部件的密封性能，研究人員在測(cè)試池中運(yùn)行了6小時(shí)。

未來，研究人員將圍繞使用不同的控制結(jié)構(gòu)檢查3D打印機(jī)器魚原型的閉環(huán)控制性能，以及測(cè)試其在不同水道中的游泳能力。