江西学子发明三条“仿生鱼”拿下全国大奖

能清理水中垃圾、实时监测水环境、在城市管网中巡航……来自南昌大学的学生们发挥脑海里的奇思妙想,围绕水环境保护发明了三条功能强大的“仿生鱼”。拿下了第十届全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组竞赛组级别国奖。这三条“仿生鱼”有何本领?和我们平日里所见的鱼有何不同?带着疑问,8月2日,记者采访了这些大学生。

“仿生鱼”混在鱼群监测水环境

“一种监测水环境的仿生锦鲤机器鱼”“智能仿生魟鱼机器人”“‘章洋触动’—仿生章鱼”,来自南昌大学澳门js全球唯一官方网站学子发明的三条“仿生鱼”经过激烈的比拼,获得第十届全国大学生机械创新设计大赛一等奖,而之中前两项入围全国决赛。

“无人飞机能长期滞空完成各项任务,而长期滞留于水环境的无人机还相对较少,未来在水环境生态保护监测上大有作为。”发明“仿生魟鱼”的大学生刘浩宇举例说,在水文勘察时,若由一只仿生鱼“混”入鱼群,既不惊动鱼群也不影响生态,又能带回一手的数据。

“我们的仿生魟鱼由上百个精细的零件构成,其体型长达1米,宽达70、80厘米,按照仿生学的原理,我们对照魟鱼各项功能进行简单还原,使之具备相应的能力。”大学生刘浩宇如是说。

“仿生锦鲤”遇到障碍自动回避

参赛项目的指导老师李小兵告诉记者,按照初步设计目标,可全向在水中漫游、有着3D打印的蝠鲼、鱼尾可灵活上下摆动……这条“仿生魟鱼”在运动性能上不亚于真鱼。

而“仿生锦鲤”能做到遇到障碍能自动回避,钻进狭小空间也能灵活自由游出。这些“鱼”身上装着各种机械装置和传感器,按照任务需求,实时向控制中心回传监测数据。

“仿生章鱼”有着八条灵活自如的触须,整体大小近1立方米,看着让人颇感新鲜,令人意想不到的是,这条章鱼能准确测量水中物体大小,甚至带走水中的垃圾。

“受章鱼捕食行为的启发,我们借助 3D 打印技术为我们的章鱼造了全新的软体抓取手,还原章鱼水下抓取能力。”大学生刘炜钢向记者介绍说,最后通过相关流量等数据变化的运算,得出水中物体的尺寸。

“仿生鱼”下水的背后并非易事

尽管“仿生鱼”功能强大,但和能下水畅游的真鱼比,在“泳姿”上并不理想,为了达到理想的效果,这些大学生发明的“仿生鱼”下了水,经常得捞出来看一看,修一修,理一理。

“前期我们做了很多准备,包括观察记录鱼的运动过程,锦鲤在第一次入水时就漏了水。”大学生张航崎回忆道,“‘仿生鱼’并非不怕水,在电路驱动下,需要做好防水,同时鱼的骨架应选好材料,自重与自身浮力适能相平衡,这样锦鲤才能入水。”

指导老师李小兵告诉记者,“虽然目前学生们动手做出来的‘仿生鱼’还略显粗糙,但通过这场比赛学生们让他们在实践与思考中得到锻炼,在我们教学上,达到以赛促进,以赛促练的目标。”


审核:徐翰 熊鹏文

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