说到水下软体机器人，大多都是模仿鱼类、海星、水母等生物。其实还有科学家在“树叶在空中飘动而掉落”中汲取灵感，开发了一款水下软体机器人，还登上了机器人顶级期刊《SCIENCEROBOTICS》的封面！今天Aigtek安泰电子就给大家分享一下他们的研究成果。

　　这款机器人被称为“SwimmingLeaf”，（下称“树叶”），由韩国首尔国立大学机械工程系的研究小组开发，能够自主游泳，向下游动时就和树叶飘落一模一样。还具有整合探索和维护海洋环境所需的各种功能的潜力，比如捡起水底的塑料垃圾。

　　要想设计一款会游泳的树叶机器人，就要先搞清楚落叶飘落时的运动动力学问题。研究人员发现，树叶上有关键的9个质量点，每个点上的点质量会在质心和浮力之间造成偏移，从而产生与环境耦合的内部扭矩，就是我们平时看到的树叶“摇摇晃晃”飘落下来。

　　那如何让“树叶”机器人按照我们想要的方式运动呢？树叶飘落的关键之处在于，这种运动高度依赖于树叶上的密度分布，并且在水下环境中效果会进一步放大。于是，改变“树叶”的密度分布，就是机器人自主运动的关键！

　　研究人员将一层薄薄的软复合材料制成叶片，在叶片上附上了一个“浮力皮肤”驱动器，由充满液体的弹性体（称为“肌肉”）和柔软的电子电路组成，将电路加热到一定程度时，内部液体会产生连续的剧烈体积变化从而改变其密度，密度变了，则浮力也会发生改变。

　　电子电路上有不同的三个激活位点，通过控制热量施加的位置点，可以控制不同点位上的浮力，从而实现两种运动步态：

　　三个点位浮力均匀分布：

　　三个点位浮力不均匀分布：

　　这种密度分布控制技术无需使用螺旋桨或其他推力装置，也无需大幅改变物体的形状，就可以通过的任意结构移动到所需位置，不仅让薄薄的“树叶”动起来，连花盆也不在话下。

　　这片小小的“树叶”有什么作用呢？

　　研究人员称，它具有探索和维护海洋环境的具大潜力，可以从小到一毫米的大小到几米甚至更大的大面积广泛使用。为了证明这种可能性，研究人员做了一个实验，结合折纸设计展示了大面积的水面除油污功能。

　　把机器人放在一个小水箱中，这里它不是以“树叶”的形式，而是利用了超疏水-超亲油吸附片制作了一个自展开折纸框架，下水后几秒钟就可展开。随后机器人可对准油污区域，自动游到溢油区并去除污染物。如果把亲油吸附片换成轻薄的多个胶粘片，机器人还可以清理水底的塑料垃圾：

　　ATA-L系列水声功率放大器，是一款宽频带能输出较大功率的单通道放大器。最大输出1200Vrms电压，6500VA功率，可驱动0~100%的阻性或非阻性负载，客户可根据测试需求灵活调节，它在水下软体机器人的驱动及研究中也有着良好的应用

　　最大输出功率6500VA

　　带宽（-3dB）200Hz~120kHz

　　最大输出电压1200Vrms

　　宽频带大功率

　　水下领域专用仪器

　　ATA-L系列水声功率放大器的应用场景广泛，针对水下测试我们可进行：海洋探测、海洋环境监测、海洋资源开发、海洋科考、海运航道规划、渔业与海底资源探测、地形地貌扫描方面的实验与研究。

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