一種新型錨泊機(jī)器人研究

韓 松，徐林森

(1.中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院，合肥 230031；2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，合肥 230026)

隨著對(duì)海洋資源探索開發(fā)的不斷深入，人類研制出越來越多的水下作業(yè)設(shè)備，如水下無人航行器、水下傳感器、水下預(yù)置武器等，這些設(shè)備對(duì)錨泊定位系統(tǒng)提出了新的要求，而現(xiàn)有錨泊定位裝置難以滿足能量消耗及自主能力方面的需求，因而亟須研究開發(fā)高效智能的新型錨泊機(jī)器人。中外學(xué)者對(duì)錨泊機(jī)器人進(jìn)行了相關(guān)研究。意大利理工學(xué)院和圣安娜高等學(xué)校的學(xué)者根據(jù)植物根系末端的震蕩回旋運(yùn)動(dòng)研制出回旋運(yùn)動(dòng)的掘穴機(jī)器人[1]；韓國(guó)首爾大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)牻牛兒苗和天竺葵種子發(fā)芽過程中，其螺旋形的濕度感應(yīng)芒會(huì)轉(zhuǎn)變成直線，這個(gè)運(yùn)動(dòng)能夠打破其周圍的力鏈網(wǎng)絡(luò)，有利于降低感應(yīng)芒的環(huán)境阻力[2]，為設(shè)計(jì)新型掘穴機(jī)器人提供了理論依據(jù)。美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員模擬長(zhǎng)竹蟶的運(yùn)動(dòng)機(jī)理研制出掘穴機(jī)器人RoboClam，但該機(jī)器人不具備錨定及自主脫附能力[3]。美國(guó)亞桑那州立大學(xué)的學(xué)者研制具有自主脫附能力的掘進(jìn)機(jī)器人，但該機(jī)器人不具備錨定能力[4]。韓國(guó)科學(xué)技術(shù)高級(jí)研究院研發(fā)了一款仿鼴鼠掘進(jìn)機(jī)器人[5]。日本中央大學(xué)學(xué)者模擬蚯蚓運(yùn)動(dòng)開發(fā)出柔性掘進(jìn)機(jī)器人，但該機(jī)器人不具備錨定及自主脫附能力[6]。Tirtawardhana等[7]設(shè)計(jì)了一款仿穴居動(dòng)物的掘進(jìn)機(jī)器人，但該機(jī)器人不具備自主脫附能力。Tao等[8]設(shè)計(jì)的掘進(jìn)機(jī)器人采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)的方式來模擬長(zhǎng)竹蟶的掘穴運(yùn)動(dòng)，該機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性較差。……