基于SMA驱动的仿生水母机器人技术研究的任务书.docx

基于SMA驱动的仿生水母机器人技术研究的任务书
任务书
一、研究背景
随着生物学及机器人技术的迅速发展，仿生机器人成为一个备受关注的领域。仿生机器人旨在模仿自然界中的动物或植物，利用生物系统的特征和原理，进行机器人的设计、制造及控制。其中，仿生水母机器人作为仿生机器人中的一种，具有在水中运动、精确定位、快速响应等特点，可以广泛应用于海洋探测、水下工作和海洋环保等领域。
本项目旨在基于SMA（形状记忆合金）驱动的仿生水母机器人进行技术研究和开发，探究仿生水母机器人的自主运动和控制方法，提高其运动稳定性和灵活度，为相关领域的应用提供支持。
二、研究内容
1.分析仿生水母的运动特点和机理，建立仿生水母机器人的运动模型，探索高效且精确的运动方式；
2.研究SMA驱动的仿生水母机器人的原理，选择合适的形状记忆合金材料，设计和实验合适的形状变化规律，完成SMA材料驱动方案；
3.设计并搭建仿生水母机器人的力学结构，包括机器人的骨架、运动部件和传感器等，并完成机器人的整体组装；
4.针对仿生水母机器人的控制系统进行深入研究，开发智能化控制算法，实现自主运动和定位；
5.进行基于模型的仿真实验和现场实验，测试仿生水母机器人的运动性能、容错性和稳定性；
6.就仿生水母机器人存在的问题和改进方案展开深入探讨，完善机器人的设计和控制系统，提高其实用性，为相关领域的应用提供技术支持。
三、研究成果
1.完成基于SMA驱动的仿生水母机器人的设计和制造工作；
2.实现仿生水母机器人自动运动和定位等功能；
3.研究出符合实际应用场景的智能化控制算法，并开发对应软件；
4.实现仿生水母机器人在各种复杂水下环境中的运动稳定性和灵活度的提升；
5.为海洋探测、水下工作和海洋环保等领域提供技术支持。
四、工作计划
本项目计划为期一年，具体工作安排如下：
第一阶段（1-3个月）：分析仿生水母的运动特点和机理，建立仿生水母机器人的运动模型，选择合适的SMA材料进行实验研究，并完成仿生水母机器人的力学结构设计和制造。
第二阶段（3-6个月）：开发智能化控制算法，实现仿生水母机器人的自主运动和定位等功能。
第三阶段（6-9个月）：进行基于模型的仿真实验和现场实验，对仿生水母机器人进行运动性能、容错性和稳定性测试。
第四阶段（9-12个月）：总结实验结果，完善仿生水母机器人的设计和控制系统，提高其实用性，为相关领域的应用提供技术支持。
五、预算
本项目总预算为60万元，其中：
1.设备费：35万元，主要用于仿生水母机器人的制造、测试及实验使用设备的购置等；
2.材料费：10万元，包括SMA材料、电子元件、机械零件等；
3.人员费：15万元，用于项目研究人员的工资、福利待遇等。
六、项目组成员
1.项目负责人：XXX
2.项目骨干：XXX、XXX
3.研究助理：XXX、XXX
七、参考文献
1.杨松,黑松林,王子涛,等.基于仿生水母的机器人内部运动特性研究[J].虚拟现实与控制技术,2018(03):12-17+24.
2.Yim,P.,&Zhu,L.(2018).Anoverviewofbiomimeticunderwaterrobotics.JournalofBionicEngineering,15(5),733-749.
3.Andreopoulos,Y.,Tang,L.,Nagatsu,M.,&Khalil,I.(2018).AnOverviewofRoboticJellyfish:Bio-InspiredDesignsandControlStrategies.IEEEAccess,6,53193-53212.
4.Zhang,Y.,Zheng,Y.,&Ren,L.(2018).Anewunderwatersoftactuatorbasedonthemagneticshapememoryalloy.JournalofMagnetismandMagneticMaterials,451,224-228.