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清华团队仿生机器人新突破:海龟与蠕虫灵感助力复杂环境探测新方案

   时间:2026-02-07 21:34:41 来源:ITBEAR编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在海洋仿生软体机器人领域,科研人员正不断突破技术边界,为复杂环境下的探测任务提供创新解决方案。近期,一支研究团队通过模仿海龟与蠕虫的生物特性,成功开发出两款具备独特优势的机器人系统,分别适用于两栖环境与水下管道场景。

针对陆地与水域交界区域的复杂地形,研究团队设计了一款仿生两栖海龟机器人。该机器人突破传统推进系统的局限,采用三自由度仿生鳍肢与轻量化结构,结合贝叶斯优化算法实现低功耗高效运动。其核心创新在于融合视觉与触觉感知系统,通过双流卷积神经网络对沉积物、石块等地形进行实时分类,分类准确率达99.17%。基于地形识别结果,机器人可动态调整步态参数,使能效提升19.1%,运动速度提高9.2%,在松软沉积物与不规则地形中展现出卓越的稳定性。户外测试显示,该机器人能顺利穿越混合地形区域,完成跨介质探测任务。

另一款针对水下管道巡检的柔性机器人则借鉴了蠕虫的运动机制。研究人员采用星形三向锚定足与纤维增强波纹管主干设计,使机器人兼具柔韧性与负载能力。尽管整机重量仅120克,却能在垂直管道中推动750克、拉动309.5克负载,并适应39-60毫米的变管径及0-90度倾角管道。其模块化磁吸结构支持快速重组,三节构型可跨越25毫米缺口,五节串联构型更能突破80毫米断裂缺口。搭载微型摄像头后,机器人可深入复杂管道网络,完成缺陷检测与数据采集任务。

相关研究成果已形成完整技术体系,其中柔性模块化仿蠕虫机器人论文以封面文章形式发表于《细胞报告物质科学》期刊。该研究通过生物仿生与模块化设计的结合,为海洋与工程探测领域提供了新型技术工具,特别是在核设施管道检测、海洋资源勘探等场景中具有应用潜力。目前,研究团队正持续优化机器人的感知精度与运动效率,并探索多机器人协同作业模式,以拓展其在极端环境下的适应能力。

 
 
 
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