It has been a great challenge to develop robots that are able to perform complex movement patterns with high speed and, simultaneously, high accuracy. Copepods are animals found in freshwater and saltwater habitats that can have extremely fast escape responses when a predator is sensed by performing explosive curved jumps. Here, we present a design and build prototypes of a combustion-driven underwater soft robot, the "copebot", that, like copepods, is able to accurately reach nearby predefined locations in space within a single curved jump. Because of an improved thrust force transmission unit, causing a large initial acceleration peak (850 Bodylength*s-2), the copebot is 8 times faster than previous combustion-driven underwater soft robots, whilst able to perform a complete 360{\deg} rotation during the jump. Thrusts generated by the copebot are tested to quantitatively determine the actuation performance, and parametric studies are conducted to investigate the sensitivities of the input parameters to the kinematic performance of the copebot. We demonstrate the utility of our design by building a prototype that rapidly jumps out of the water, accurately lands on its feet on a small platform, wirelessly transmits data, and jumps back into the water. Our copebot design opens the way toward high-performance biomimetic robots for multifunctional applications.


翻译:开发能够以高速和高精确度执行复杂移动模式的机器人是一项巨大的挑战。 在淡水和盐水生境中发现的动物是淡水和盐水生境中发现的动物,当捕食者通过进行爆炸曲线跳跃感知到捕食者时,这些动物能够极快地逃脱反应。在这里,我们展示了燃烧驱动的水下软机器人“Copebot”的设计和制造原型,它像应付虫子一样,能够在一个弯曲的跳跃中准确地到达附近预定的空间。由于推力装置的改进,导致一个巨大的初始加速峰(850个机长*-2),在跳跃期间,它比以前燃烧驱动的水下软机器人速度快8倍,同时能够执行完全360xdeg}旋转。 应对机器人产生的推力在数量上测试,以便从数量上确定振动性性能,并且进行参数研究,以调查输入参数对于应对式机器人的动态性能表现。 我们通过建造一个快速跳出水的原型模型来展示我们的设计的效用,在跳动的轨道上精确的地面上将数据推向一个高空平台。

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