3D打印海底机器人，根据海洋生物特性在船上设计打印

船一旦出海，尤其远航一般都需要在海上待几个月，如果期间需要设计、制造一些新的工具，会变得非常困难。3D打印机的出现，为海洋带来了新的解决方案。

在深海中，环境是黑暗、寒冷、高压和没有空气的，这对人类来说是不适合生存的，但却存在很多茁壮成长的微妙生物。 研究这些生物，需要在可以承受这些条件的遥控车辆（ROV）上安装专用设备。 然而，这些装置设计的时候主要用于海上能源工业或军事应用，通常不适合与软体和高度脆弱的生物体相互作用。


精致的海参，深度为1282米。

2018年8月6日，南极熊从外媒获悉，由工程师，海洋生物学家和机器人专家组成的团队已开发出一种柔软，灵活且可定制的替代采样装置，使科学家能够从海中轻轻抓取不同类型的生物而不会伤害它们。此外，软机器人操纵器的3D打印能够实现偏远地区的实时制造和修改。



该团队的论文于8月1日在开放获取期刊PLOS ONE上发表。
论文链接：http://journals.plos.org/plosone ... ournal.pone.0200386

团队设计的“软抓手”设备有两到五个“手指”，由聚氨酯和其他柔软材料制成，通过低压液压泵系统打开和关闭，该系统使用海水驱动其运动。夹子连接到一个木球上，该木球使用ROV现有的硬爪式工具固定和操纵，该工具由ROV系在其上的船上的操作人员控制。


完全3D打印版本的抓手

“我们在深海遇到的许多动物都是新物种，这些软机器人让我们能够精心互动并研究更多样化的动物群，”David Gruber说，他是一篇关于该研究的共同作者，来自纽约城市大学。

在2017年10月5日至11月2日对凤凰群岛保护区进行的深海探险中，该团队使用其软夹具通过遥控车辆（ROV）对2224米以下的物种进行取样。机组人员在他们的船上使用了两台3D打印机来动态构建新组件。


“通过在海上进行3D打印，我们可以在行进中进行设计，并提出柔软的机器人技术，以便与以前未经检验过的柔软细腻的动物进行互动 - 因为它们太脆弱了，”格鲁伯说。

“在船上停留一个月意味着我们必须能够制造出我们需要的任何东西，事实证明，3D打印机在船上做得非常好。我们让它们几乎全天候运行，我们能够从ROV操作员那里获得有关他们使用软抓手的经验的反馈，并在一夜之间制造新版本以解决任何问题，“Wyss Institute的研究工程师Daniel Vogt说。



仅具有两个手指的抓手改进后，既可以抓大物体也可以抓小物体，非常像人手。

据报道，软抓手能够比传统的水下取样工具更有效地收集海珊瑚，海绵和其他海洋生物，并且损失更小。



该团队正在进一步开发夹具，希望增加传感器，当夹具与生物体接触时，可以向ROV操作员指示，“感觉”它有多硬或多软，并进行其他测量。 最终，目标是捕获深海中的海洋生物并获得完整的物理和遗传数据，而无需将它们从原生栖息地中移除。


“由于对世界偏远地区的科学考察成本高昂且计划冗长，软机器人操纵器的即时打印提供了一种实时解决方案，可以更好地理解并与微妙的深海环境相互作用，柔软，脆弱 ，以及其他脆弱的生物，“Vogt等人说。

编译自：3ders