船一旦出海,尤其遠航一般都需要在海上待幾個月,如果期間需要設(shè)計、制造一些新的工具,會變得非常困難。3D打印機的出現(xiàn),為海洋帶來了新的解決方案。
在深海中,環(huán)境是黑暗、寒冷、高壓和沒有空氣的,這對人類來說是不適合生存的,但卻存在很多茁壯成長的微妙生物。 研究這些生物,需要在可以承受這些條件的遙控車輛(ROV)上安裝專用設(shè)備。 然而,這些裝置設(shè)計的時候主要用于海上能源工業(yè)或軍事應(yīng)用,通常不適合與軟體和高度脆弱的生物體相互作用。
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2018-8-6 09:25 上傳
精致的海參,深度為1282米。
2018年8月6日,南極熊從外媒獲悉,由工程師,海洋生物學(xué)家和機器人專家組成的團隊已開發(fā)出一種柔軟,靈活且可定制的替代采樣裝置,使科學(xué)家能夠從海中輕輕抓取不同類型的生物而不會傷害它們。此外,軟機器人操縱器的3D打印能夠?qū)崿F(xiàn)偏遠地區(qū)的實時制造和修改。
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2018-8-6 09:56 上傳
該團隊的論文于8月1日在開放獲取期刊PLOS ONE上發(fā)表。
論文鏈接:http://journals.plos.org/plosone ... ournal.pone.0200386
團隊設(shè)計的“軟抓手”設(shè)備有兩到五個“手指”,由聚氨酯和其他柔軟材料制成,通過低壓液壓泵系統(tǒng)打開和關(guān)閉,該系統(tǒng)使用海水驅(qū)動其運動。夾子連接到一個木球上,該木球使用ROV現(xiàn)有的硬爪式工具固定和操縱,該工具由ROV系在其上的船上的操作人員控制。
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2018-8-6 09:29 上傳
完全3D打印版本的抓手
“我們在深海遇到的許多動物都是新物種,這些軟機器人讓我們能夠精心互動并研究更多樣化的動物群,”David Gruber說,他是一篇關(guān)于該研究的共同作者,來自紐約城市大學(xué)。
在2017年10月5日至11月2日對鳳凰群島保護區(qū)進行的深海探險中,該團隊使用其軟夾具通過遙控車輛(ROV)對2224米以下的物種進行取樣。機組人員在他們的船上使用了兩臺3D打印機來動態(tài)構(gòu)建新組件。
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2018-8-6 09:56 上傳
“通過在海上進行3D打印,我們可以在行進中進行設(shè)計,并提出柔軟的機器人技術(shù),以便與以前未經(jīng)檢驗過的柔軟細膩的動物進行互動 - 因為它們太脆弱了,”格魯伯說。
“在船上停留一個月意味著我們必須能夠制造出我們需要的任何東西,事實證明,3D打印機在船上做得非常好。我們讓它們幾乎全天候運行,我們能夠從ROV操作員那里獲得有關(guān)他們使用軟抓手的經(jīng)驗的反饋,并在一夜之間制造新版本以解決任何問題,“Wyss Institute的研究工程師Daniel Vogt說。
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2018-8-6 09:32 上傳
僅具有兩個手指的抓手改進后,既可以抓大物體也可以抓小物體,非常像人手。
據(jù)報道,軟抓手能夠比傳統(tǒng)的水下取樣工具更有效地收集海珊瑚,海綿和其他海洋生物,并且損失更小。
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2018-8-6 09:45 上傳
該團隊正在進一步開發(fā)夾具,希望增加傳感器,當(dāng)夾具與生物體接觸時,可以向ROV操作員指示,“感覺”它有多硬或多軟,并進行其他測量。 最終,目標(biāo)是捕獲深海中的海洋生物并獲得完整的物理和遺傳數(shù)據(jù),而無需將它們從原生棲息地中移除。
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2018-8-6 09:56 上傳
“由于對世界偏遠地區(qū)的科學(xué)考察成本高昂且計劃冗長,軟機器人操縱器的即時打印提供了一種實時解決方案,可以更好地理解并與微妙的深海環(huán)境相互作用,柔軟,脆弱 ,以及其他脆弱的生物,“Vogt等人說。
編譯自:3ders
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