在過去的幾年里，3D打印和軟機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)取得了許多令人興奮的成果，因?yàn)檫@些技術(shù)的結(jié)合允許為各種有用功能生產(chǎn)各種不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 最近的突破發(fā)生在斐濟(jì)的彩虹礁水下，一條創(chuàng)新的軟機(jī)器魚能夠捕捉海洋深處的一些獨(dú)特鏡頭。 該機(jī)器人由麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室（CSAIL）的工程師制作，部分采用3D打印技術(shù)。

該機(jī)器人被稱為SoFi，旨在與鯊魚和其他水下生物一起游泳，深度超過50英尺，時(shí)間長達(dá)40分鐘，并在其身體上安裝了一個(gè)專用攝像頭，可拍攝高分辨率的照片和視頻。

“據(jù)我們所知，這是第一種可長時(shí)間不受限制地游泳的機(jī)器魚，”CSAIL博士候選人Robert Katzschmann說，他是今天在Science Robotics上發(fā)表的新期刊文章的主要作者。 “我們很高興能夠使用像這樣的系統(tǒng)來接近海洋生物，而不是人類可以靠自己獲得的東西。”

Katzschmann致力于該項(xiàng)目，并與CSAIL主任Daniela Rus，研究生Joseph DelPreto和前博士后Robert MacCurdy一起撰寫論文，他現(xiàn)在是科羅拉多大學(xué)博爾德分校的助理教授。

過去，捕獲這種特寫水下鏡頭的最常見方式是使用系在船上的自主水下航行器（AUV），或配備大型螺旋槳。 這款軟質(zhì)機(jī)器人更簡(jiǎn)單，更輕便，只需一部電機(jī)，一部相機(jī)和一部智能手機(jī)電池。 這使得它非常靈活，對(duì)環(huán)境的破壞也更小。

SoFi的頭部是用塑料進(jìn)行3D打印的，并且容納了機(jī)器人魚運(yùn)動(dòng)的所有電子設(shè)備。 這個(gè)過程涉及一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和兩個(gè)氣球狀的腔室。 當(dāng)一個(gè)球囊狀的腔室膨脹時(shí)，它會(huì)彎曲到一側(cè)，而致動(dòng)器則會(huì)將水推入另一個(gè)腔室，而另一個(gè)腔室會(huì)朝另一個(gè)方向彎曲。 在發(fā)動(dòng)機(jī)中的功能與活塞非常相似，這兩個(gè)腔室的作用是向前推進(jìn)魚，產(chǎn)生搖擺的左右移動(dòng)。 這個(gè)動(dòng)作類似于真正的魚類的游動(dòng)，使它能夠更有效地融入周圍環(huán)境。

液壓系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)不同的游泳速度，以每秒半身長度移動(dòng)，SoFi可以以直線形式游動(dòng)，也可以向上或向下轉(zhuǎn)動(dòng)或潛水。像SoFi這樣的軟機(jī)器人在很多方面都適用于僵硬的機(jī)器人，在這種情況下，他們需要在繁忙而復(fù)雜的環(huán)境中四處走動(dòng)，因此它們非常理想，因?yàn)檠芯咳藛T不必?fù)?dān)心避免碰撞。

“避免碰撞往往會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)效率低下，因?yàn)闄C(jī)器人必須解決無碰撞的軌跡，”麻省理工學(xué)院的電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)的Andrew和Erna Viterbi教授Rus說。 “相比之下，一個(gè)軟機(jī)器人不僅更有可能在碰撞中幸存下來，而且還可以用它作為信息來下一次通知更高效的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃......我們認(rèn)為SoFi是開發(fā)近乎水下觀測(cè)站的第一步，排序。它有可能成為海洋探索的新型工具，并為揭開海洋生物的奧秘開辟新的途徑。”

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