机器鱼以动作突破引起轰动

由布里斯托大学的科学家设计的线圈供电机器鱼可以使水下探索更容易进行。机器鱼装有扭曲和盘绕的聚合物(TCP)来驱动它前进，这是一种重量轻、成本低的设备，它依靠温度变化来产生运动，这也限制了它的速度。

TCP的工作原理是在加热时像肌肉一样收缩，将能量转化为机械运动。这项工作中使用的TCP通过焦耳热加热——电流通过电导体产生热能并加热导体。通过最小化机器鱼一侧的TCP和另一侧的弹簧之间的距离，这会激活后部的鳍，使机器鱼能够达到新的速度。它的后鳍起伏的拍打频率为2Hz，每秒两波。电流的频率与尾翼摆动的频率相同。

在第6届IEEE-RAS软机器人国际会议(RoboSoft2023)上发表的研究结果提供了一条通过热机械设计提高TCP频率的新途径-导致机器或设备运行的动作-频率并显示了可能性在水性环境中高频使用TCP。

来自布里斯托尔大学工程数学系的主要作者TsamLungYou说：“扭曲和卷曲的聚合物(TCP)致动器是一种很有前途的新型致动器，具有重量轻、成本低、能量密度高和制造工艺简单等吸引人的特性。

“它们可以由非常容易评估的材料制成，例如钓鱼线，它们在加热时收缩并提供线性驱动。然而，由于在松弛阶段散热需要时间，这使得它们变慢了。”

通过优化TCP-弹簧拮抗肌对的结构设计并使它们的锚点靠得更近，对于相同的TCP驱动量，它允许后鳍以更大的角度摆动。

虽然这需要更大的力，但TCP是一种具有高工作能量密度的强力致动器，仍然能够驱动鳍片。

到目前为止，TCP主要用于可穿戴设备和机械手等应用。这项工作开辟了更多可以使用TCP的应用领域，例如用于水下探索和监测的海洋机器人。

TsamLungYou补充说：“我们的机器鱼以真实TCP应用程序中发现的最快驱动频率游动，也是迄今为止TCP应用程序的最高运动速度。

“这真的很令人兴奋，因为它为不同领域的TCP应用开辟了更多机会。”

该团队现在计划扩大规模，开发一种受刀鱼启发的TCP驱动的带状鳍机器人，它可以在水中敏捷游动。

TsamLungYou等人的“由扭曲和盘绕的聚合物致动器在高频下驱动的机器鱼”在第六届IEEE-RAS软机器人国际会议(RoboSoft2023)上。

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