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【水下机器人|控制水下机器人浮力的几种系统的介绍】
潜水员远程控制操作所需的更高的数据、速率和更长的范围 ， 是非常庞大、昂贵且耗能的 ， 一些声学调制解调器使用硬件定义的信号生成和检测 ， 但这限制了可用处理并降低了多功能性 。 考虑到这些工作 ， 科学家设计了一种带有软件定义检测算法的精益单向通信协议 ， 使系统能够发送短命令词 ， 同时体积小且易于集成到索菲中 。 有多个系统用于控制水下机器人的浮力 。 这些机制的主要开放研究问题是减轻重量、体积和噪音 。 一个系统加热和冷却蜡或油以改变其浮力 。 但是 ， 这具有较慢的响应时间 ， 尤其是在冷却介质的时候 。
第二个系统使用可以充满空气或水的浮力室 ， 通过从压缩空气罐中填充水将水推出腔室 ， 该系统很大 ， 需要重新填充压缩空气罐 。 第三种系统使用电解在二毫升体积中产生气泡 。 然而 ， 随着系统规模的扩大 ， 可实现的体积变化变得不足 。 第四个系统 ， 用于大型水下滑翔机 ， 通过压缩或填充气室来调整浮力 ， 并通过移动内部质量来调整俯仰 。 尽管这些部件是可靠的 ， 但柱塞或气囊的复杂驱动机制复杂、笨重且难以按比例缩小 。 蝙蝠机器人中使用的第五个机构也通过活塞压缩空气 。
虽然比第四个系统小 ， 但它仍然具有从机器人主体突出的笨重的外部驱动部件 ， 并且难以整合到其他设计中 ， 例如潜艇或机器鱼 。 通过使用与第五种机制类似的原理 ， 但进一步小型化驱动 ， 科学家设计了一个模块化浮力系统 ， 该系统在驱动和控制方面快速、简单且有效 。 当试图更好地了解海洋生物的行为和事件时 ， 使用机器人观察海洋生物特别有吸引力动物和植物 ， 已经提出了不同级别的自治和仿生观测站 ， 用于鱼类评估的缆车观测站 ， 进行水下立体成像以观察鱼类与栖息地相互作用中长达一个月的小尺度时间模式 ， 但该系统难以使用且不适合大多数环境 。
一条带有全球定位系统和温度传感器的机器鱼通过Wi-Fi遥控器在一个小水箱内展示了水面游动 ， 水生六足动物配备传感器 ， 可在浅水中行走 。 自主水下航行器是一种低成本的基于推进器的自主水下航行器 ， 能够进行海洋测量和监测 。 尽管它带有机载传感器 ， 但由于其破坏性推进器 ， 它不太适合观察海洋生物 。 近年来 ， 开发更小、更具机动性的自主水下航行器 ， 例如尺寸从几厘米到一米不等的仿生机器人 ， 已成为越来越受关注的领域 。
然而 ， 所有的研究都集中在不同类型的游泳运动上 ， 并没有展示在野外的部署 。 相信仿生自主水下航行器具有更高的效率、机动性和隐身性的潜力 ， 这可以实现对环境的最小破坏性监测、近端活鱼观察以及与海洋生物的受控相互作用 。 该终端系统以仿生方式在水下移动 ， 可远程控制 ， 可作为研究海洋生物的水下观测站 。 科学家提出了一种仿生软机器鱼 ， 它能够沿着具有自主浮力控制的三维轨迹游泳 ， 以观察海洋中珊瑚礁的生物群落 。
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