The backswimmer fly is an aquatic insect, capable of regulating its buoyancy underwater. Its abdomen is covered with hemoglobin cells, used to bind and release oxygen, reversibly. Upon entering water, the fly entraps an air bubble in a superhydrophobic hairy structure on its abdomen for respiration. This bubble, however, can change its volume through regulated oxygen flow from the abdominal hemoglobin cells. In this way, it can reach neutral buoyancy without further energy consumption. In this study, we develop a small, centimeter scale, backswimmer inspired robot (BackBot) with auto-buoyancy regulation through controlled nucleation and release of microbubbles. The bubbles nucleate and grow directly on onboard electrodes through electrolysis, regulated by low voltage. We use 3D printing to introduce a three-dimensional bubble-entrapping cellular structure, in order to create a stable external gas reservoir. To reduce buoyancy forces, the bubbles are released through linear mechanical vibrations, decoupled from the robot's body. Through pressure sensing and a Proportional Integral Derivative control loop mechanism, the robot auto-regulates its buoyancy to reach neutral floatation underwater within seconds. This mechanism can promote the replacement of traditional and physically larger buoyancy regulation systems, such as pistons and pressurized tanks, and to enable the miniaturization of Autonomous Underwater Vehicles.


翻译:后水闪光苍蝇是一种水生昆虫, 能够调节水下浮力。 其腹部被血红蛋白细胞覆盖, 用来捆绑和释放氧气。 进入水时, 苍蝇会将一个气泡困在超级缺水的毛发结构中, 用于呼吸。 但是, 这个气泡可以通过调控腹部血红蛋白细胞的氧流来改变其体积。 这样, 它就可以达到中性浮力, 无需进一步消耗能源。 在这项研究中, 我们开发了一个小型的, 厘米尺度, 后水闪动激励机器人( BackBot), 并且通过受控的核核核素和微泡释放, 苍蝇会将气泡的气泡圈圈圈套套在机上, 通过电解, 我们用 3D 打印来引入一个三维气泡强化细胞结构, 以便建立稳定的外部气体储量库。 为了减少浮力, 我们的动力, 气泡会通过直线机械机械振动的振动振动振动、 软化、 软化的机压机压机压下, 升升升升升机机机机能, 升升升升升升升升升升升升压机, 。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
31+阅读 · 2021年6月12日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
30+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
计算机 | 中低难度国际会议信息6条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年5月16日
CCF A类 | 顶级会议RTSS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年4月17日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
(OpenCV/Keras)用手势控制的计算器
机器学习研究会
3+阅读 · 2018年3月4日
计算机类 | 期刊专刊截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年1月26日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月21日
Learning to See Through Obstructions
Arxiv
7+阅读 · 2020年4月2日
Self-Driving Cars: A Survey
Arxiv
41+阅读 · 2019年1月14日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
31+阅读 · 2021年6月12日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
30+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
计算机 | 中低难度国际会议信息6条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年5月16日
CCF A类 | 顶级会议RTSS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年4月17日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
(OpenCV/Keras)用手势控制的计算器
机器学习研究会
3+阅读 · 2018年3月4日
计算机类 | 期刊专刊截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年1月26日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员