海渦蟲、烏賊和裸臀魚有一個共同點：要進行移動，它們利用自己的縱鰭生成連續波浪，并沿自己的體長推動身體前行。通過這種所謂的鰭片起伏運動，BionicFinWave也可以控制自身運動，穿過以丙烯酸玻璃制成的管道系統。自主水下機器人可以通過無線電與外界彼此通信，并將數據(如溫度和壓力傳感器測量值)傳輸到平板電腦。
自然樣板的縱(zong)鰭(qi)從頭部延(yan)伸(shen)到尾部，或(huo)位于(yu)背部、腹部，或(huo)身(shen)體兩側(ce)。隨(sui)著鰭(qi)片(pian)的起伏運(yun)動，魚將水推向身(shen)后，由此產生(sheng)向前的推力。相(xiang)反，這些生(sheng)物也可以向后游動，并根據波形提供浮力、下沉(chen)力或(huo)側(ce)向推力。
靈活的硅膠鰭片確保逼真的游動
BionicFinWave使用其(qi)(qi)兩個側鰭移動(dong)。這(zhe)些完全(quan)由硅(gui)膠制成，沒有(you)支柱(zhu)或(huo)其(qi)(qi)他支撐(cheng)元件(jian)。因(yin)此，其(qi)(qi)柔韌度極強，可以真實地再(zai)現生物樣板的流暢波浪運(yun)動(dong)。
為此，兩個鰭片分別(bie)在左右(you)兩側固(gu)定在九(jiu)個小型杠(gang)桿臂上。這些(xie)由(you)位于水(shui)下機器人機體上的(de)(de)(de)(de)兩個伺服電機驅動。兩個相鄰的(de)(de)(de)(de)曲(qu)軸(zhou)將(jiang)動力(li)傳遞至杠(gang)桿，使兩個鰭片能夠單獨(du)移動。以(yi)(yi)這種(zhong)方式，它們(men)可(ke)以(yi)(yi)產生(sheng)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)波形，特別(bie)適合于慢速和精確運動，并(bing)且相比(bi)例如傳統的(de)(de)(de)(de)螺旋傳動器，所攪拌的(de)(de)(de)(de)水(shui)量更少。
比(bi)如，要(yao)進行(xing)游動轉彎，外部鰭片的(de)(de)(de)(de)移動速度要(yao)快于(yu)內部鰭片，與挖掘機的(de)(de)(de)(de)鏈(lian)條(tiao)同理。BionicFinWave頭(tou)部的(de)(de)(de)(de)第(di)三個(ge)伺服電機控制機體(ti)的(de)(de)(de)(de)彎曲(qu)，使其(qi)能夠上下浮動。為了使曲(qu)軸具有(you)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)柔性(xing)和(he)(he)靈(ling)活性(xing)，每個(ge)桿(gan)段之間都設有(you)萬(wan)向接頭(tou)。為此，包括接頭(tou)和(he)(he)曲(qu)柄連桿(gan)在(zai)內的(de)(de)(de)(de)曲(qu)軸以塑料打造而成，采用(yong)一體(ti)成型3D打印工(gong)藝(yi)。
各種組(zu)件的智能交互
BionicFinWave的其余主(zhu)體元素同(tong)樣(yang)以3D打印制(zhi)作。其空(kong)腔可(ke)(ke)用作浮子。同(tong)時，整個(ge)控制(zhi)和(he)調節技術(shu)具有防(fang)水功能，并且可(ke)(ke)在極(ji)小的空(kong)間內獲得可(ke)(ke)靠地安裝和(he)協調。因此，在機身(shen)前部(bu)與帶有處理(li)器(qi)和(he)無(wu)線電(dian)(dian)模塊的電(dian)(dian)路板的相(xiang)鄰位(wei)置(zhi)還裝配(pei)有一個(ge)壓力(li)傳(chuan)感器(qi)和(he)超聲波傳(chuan)感器(qi)。這些持續測量到墻壁的距離以及水中的深度位(wei)置(zhi)，從(cong)而避免與管道系統發生碰(peng)撞。
流程工業的新動力(li)和新思路
借助仿(fang)生技術(shu)(shu)載(zai)體(ti)，我們(men)的仿(fang)生學習網絡再次為與自(zi)動(dong)(dong)機器人的未來協作以(yi)及在(zai)液體(ti)介質應用(yong)中的全新驅動(dong)(dong)技術(shu)(shu)提供(gong)動(dong)(dong)力。我們(men)可以(yi)設想，針(zhen)對檢測、系列測量或數(shu)據采集(ji)等任務(wu)持(chi)續BionicFinWave等概(gai)念，例如(ru)用(yong)于(yu)水(shui)和廢水(shui)技術(shu)(shu)或流程(cheng)工業(ye)的其他領(ling)域。此外(wai)，在(zai)項(xiang)目中獲得的認識可用(yong)于(yu)柔性機器人部件的生產工藝。