海渦蟲、烏賊和裸臀魚有一個(gè)共同點(diǎn)：要進(jìn)行移動(dòng)，它們利用自己的縱鰭生成連續(xù)波浪，并沿自己的體長(zhǎng)推動(dòng)身體前行。通過這種所謂的鰭片起伏運(yùn)動(dòng)，BionicFinWave也可以控制自身運(yùn)動(dòng)，穿過以丙烯酸玻璃制成的管道系統(tǒng)。自主水下機(jī)器人可以通過無線電與外界彼此通信，并將數(shù)據(jù)（如溫度和壓力傳感器測(cè)量值）傳輸?shù)狡桨咫娔X。

自然樣板的縱鰭從頭部延伸到尾部，或位于背部、腹部，或身體兩側(cè)。隨著鰭片的起伏運(yùn)動(dòng)，魚將水推向身后，由此產(chǎn)生向前的推力。相反，這些生物也可以向后游動(dòng)，并根據(jù)波形提供浮力、下沉力或側(cè)向推力。

靈活的硅膠鰭片確保逼真的游動(dòng)

BionicFinWave使用其兩個(gè)側(cè)鰭移動(dòng)。這些完全由硅膠制成，沒有支柱或其他支撐元件。因此，其柔韌度極強(qiáng)，可以真實(shí)地再現(xiàn)生物樣板的流暢波浪運(yùn)動(dòng)。

為此，兩個(gè)鰭片分別在左右兩側(cè)固定在九個(gè)小型杠桿臂上。這些由位于水下機(jī)器人機(jī)體上的兩個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。兩個(gè)相鄰的曲軸將動(dòng)力傳遞至杠桿，使兩個(gè)鰭片能夠單獨(dú)移動(dòng)。以這種方式，它們可以產(chǎn)生不同的波形，特別適合于慢速和精確運(yùn)動(dòng)，并且相比例如傳統(tǒng)的螺旋傳動(dòng)器，所攪拌的水量更少。

比如，要進(jìn)行游動(dòng)轉(zhuǎn)彎，外部鰭片的移動(dòng)速度要快于內(nèi)部鰭片，與挖掘機(jī)的鏈條同理。BionicFinWave頭部的第三個(gè)伺服電機(jī)控制機(jī)體的彎曲，使其能夠上下浮動(dòng)。為了使曲軸具有相應(yīng)的柔性和靈活性，每個(gè)桿段之間都設(shè)有萬向接頭。為此，包括接頭和曲柄連桿在內(nèi)的曲軸以塑料打造而成，采用一體成型3D打印工藝。

各種組件的智能交互

BionicFinWave的其余主體元素同樣以3D打印制作。其空腔可用作浮子。同時(shí)，整個(gè)控制和調(diào)節(jié)技術(shù)具有防水功能，并且可在極小的空間內(nèi)獲得可靠地安裝和協(xié)調(diào)。因此，在機(jī)身前部與帶有處理器和無線電模塊的電路板的相鄰位置還裝配有一個(gè)壓力傳感器和超聲波傳感器。這些持續(xù)測(cè)量到墻壁的距離以及水中的深度位置，從而避免與管道系統(tǒng)發(fā)生碰撞。

流程工業(yè)的新動(dòng)力和新思路

借助仿生技術(shù)載體，我們的仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)再次為與自動(dòng)機(jī)器人的未來協(xié)作以及在液體介質(zhì)應(yīng)用中的全新驅(qū)動(dòng)技術(shù)提供動(dòng)力。我們可以設(shè)想，針對(duì)檢測(cè)、系列測(cè)量或數(shù)據(jù)采集等任務(wù)持續(xù)BionicFinWave等概念，例如用于水和廢水技術(shù)或流程工業(yè)的其他領(lǐng)域。此外，在項(xiàng)目中獲得的認(rèn)識(shí)可用于柔性機(jī)器人部件的生產(chǎn)工藝。