【儀表網(wǎng) 儀表下游】據(jù)外媒報(bào)道，鑒于魚類天生善于游泳，在設(shè)計(jì)水下機(jī)器人時(shí)，人們?cè)絹?lái)越多地模仿魚類的身體結(jié)構(gòu)。科學(xué)家們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，通過(guò)調(diào)整它們尾巴的剛度，這些機(jī)器人可以更有效地游泳。
 

　　在真正的魚中，尾部肌肉可以變硬以達(dá)到最佳的高速?zèng)_刺，或者松開(kāi)以達(dá)到更好的低速巡航和機(jī)動(dòng)性。然而，受魚啟發(fā)的機(jī)器人必須“做出妥協(xié)”--它們的尾巴被設(shè)定為一種硬度，而這種硬度在所有情況下都不理想。
 

　　為了對(duì)他們的理論進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，科學(xué)家們建造了一個(gè)被稱為AutoTuna的機(jī)器人金槍魚?；谖舶蛣偠饶Ｐ停撛O(shè)備利用一個(gè)可編程的肌腱來(lái)自動(dòng)改變其尾巴的剛度，因?yàn)樗谝粋€(gè)基于實(shí)驗(yàn)室的水渠中游泳。值得注意的是，與其他相同的固定尾部剛度的機(jī)器人相比，它可以在更大的速度范圍內(nèi)游泳，而使用的能量幾乎是一半。
 

　　研究人員現(xiàn)在正在研究如何將該技術(shù)應(yīng)用于基于其他類型游泳動(dòng)物的機(jī)器人。
 

　　Quinn表示：“像我們這樣的剛度調(diào)整機(jī)制可以非常容易地被小型化，因此它們可以支持各種尺寸和形狀的機(jī)器人。更難的部分是要弄清楚機(jī)器人在各種游泳頻率和速度下應(yīng)該有多大的硬度。我們使用了一個(gè)物理模型和水渠測(cè)試，為我們的機(jī)器人制定了一個(gè)控制法則，以便它在自動(dòng)調(diào)整其尾部硬度時(shí)使用。如果你把機(jī)器人做得更大(例如像海豚一樣的機(jī)器人)或切換到不同的游泳類型(例如像黃貂魚一樣的機(jī)器人)，這個(gè)模型將需要重新校準(zhǔn)，但這是完全可以做到的。”
 

　　水下機(jī)器人也稱無(wú)人遙控潛水器，是一種工作于水下的極限作業(yè)機(jī)器人。水下環(huán)境惡劣危險(xiǎn)，人的潛水深度有限，所以水下機(jī)器人已成為開(kāi)發(fā)海洋的重要工具。無(wú)人遙控潛水器主要有：有纜遙控潛水器和無(wú)纜遙控潛水器兩種，其中有纜遙控潛水器又分為水中自航式、拖航式和能在海底結(jié)構(gòu)物上爬行式三種。
 

　　水下機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn)
 

　　優(yōu)點(diǎn)
 

　　水下機(jī)器人可在高度危險(xiǎn)環(huán)境、被污染環(huán)境以及零可見(jiàn)度的水域代替人工在水下長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，水下機(jī)器人上一般配備聲吶系統(tǒng)、攝像機(jī)、照明燈和機(jī)械臂等裝置，能提供實(shí)時(shí)視頻、聲吶圖像，機(jī)械臂能抓起重物，水下機(jī)器人在石油開(kāi)發(fā)、海事執(zhí)法取證、科學(xué)研究和軍事等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 [14]
 

　　缺點(diǎn)
 

　　由于水下機(jī)器人運(yùn)行的環(huán)境復(fù)雜，水聲信號(hào)的噪聲大，而各種水聲傳感器普遍存在精度較差、跳變頻繁的缺點(diǎn)，因此水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，濾波技術(shù)顯得極為重要。水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中普遍采用的位置傳感器為短基線或長(zhǎng)基線水聲定位系統(tǒng)，速度傳感器為多普勒速度計(jì)會(huì)影響水聲定位系統(tǒng)精度。因素主要包括聲速誤差、應(yīng)答器響應(yīng)時(shí)間的丈量誤差、應(yīng)答器位置即間距的校正誤差。而影響多普勒速度計(jì)精度的因素主要包括聲速c、海水中的介質(zhì)物理化學(xué)特性、運(yùn)載器的顛簸等。