传统的多数水下机器人采用的是螺旋桨配合可操控舵面的推进设计原理。这种机构通过在巡航速度下于空旷平静海域行驶,能够提供经济有效的解决方案。然而,由于这类机器人的机动控制力完全依赖于流体在操控舵面上流动所产生的升力,这导致它们在低速状态下很难实现灵活的机动操作。
水下机器人是如何工作的?
鱼类的这些独特运动特点,为人类设计新型仿生水下机器人提供了丰富的创意来源和有益的借鉴方向。通过模仿鱼类的运动机制,可以开发出既能高效巡航又能快速机动的新型水下机器人,从而克服传统螺旋桨推进器的种种缺陷。
除了机动性差的问题,传统螺旋桨推进器还会在尾迹中产生大量大带宽的噪声。这种强烈的噪音污染会对周围的水下生态系统造成严重的破坏,影响海洋生物的生存环境。因此,从环保和生态角度考虑,这种推进方式存在一定的局限性。
相比之下,长期生活在水中的鱼类经过漫长的自然进化,已经极好地适应了水下环境。它们发展出了多种多样的非凡水中运动能力,不仅能够以低能耗、高效率的方式长时间巡游,还能在拉力游速或爆发游速下实现快速而灵活的机动。