水下機器人開創(chuàng)了新的節(jié)能浮力控制

由萊斯大學工程系學生團隊建造的遠程操作水下機器人開創(chuàng)了一種通過水分解燃料電池控制浮力的新方法。該設備是在奧什曼工程設計廚房在為期一年的高級設計頂點課程中設計和建造的，提供了一種更節(jié)能的方法來維持中性浮力——水下作業(yè)的關鍵組成部分。

該機器人可作為基于燃料電池的浮力控制裝置 (BCD) 潛力的概念驗證，以降低遠程操作或自主水下航行器 (AUV) 的運營成本，其潛在應用范圍包括環(huán)境監(jiān)測、海洋學研究、軍事和軍事研究等。工業(yè)任務，為傳統(tǒng)推進器驅動的 AUV 提供更安靜、更節(jié)能的替代方案。

Bay-Max 團隊成員包括 Andrew Bare、Spencer Darwall、Noah Elzner、Rafe Neathery、Ethan Peck 和 Dan Zislis，其項目基于萊斯大學和休斯頓大學研究人員的一篇學術論文，該論文表明燃料電池支持的深度控制可以減少與傳統(tǒng)的基于直流電機的推進器設計相比，AUV 的能耗降低高達 85%。萊斯大學機械工程和生物工程教授、該團隊的發(fā)起人 Fathi Ghorbel 是該研究的合著者。

“BayMax 學生團隊很高興能夠實施基于電解的創(chuàng)新研究想法，”Ghorbel 說。 “這個想法涉及將水轉化為氫氣和氧氣，以控制 AUV 的浮力，從而模仿魚類的魚鰾。這項研究是我的實驗室、萊斯大學 Laura Schaefer 教授的實驗室和鄭晨教授實驗室之間合作項目的一部分在休斯頓大學。

“這項合作研究旨在開發(fā)無繩連續(xù)體軟發(fā)動機，利用可逆質子交換膜燃料電池和水電解器來驅動體積質量轉換。通過這個設計項目，BayMax團隊證明了該技術在AUV與物理世界交互中的功效”。

Ghorbel 表示，這項技術能源效率高，消除了推力噪音，具有廣泛的應用，例如 AUV、材料智能、輔助可穿戴設備、自適應和可重新編程的機器人服裝和織物作為機器。

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