对于动力系统,“魔鬼鱼”、“水母”、“章鱼”、“旗鱼\/金枪鱼”分别采用介电弹性体肌纤维网、环形离子交换膜驱动器、微血管网络仿生液压系统以及分段式人工侧线肌的互相搭配构成。
介电弹性体肌纤维网,这种设计通过施加精密的相位差电压,激发肌纤维产生从前往后传递的协调收缩波,可完美复现鱼类的游行姿态。
而且这种推进方式几乎不产生空泡和湍流,其声学特征与真实蝠鲼肌肉运动的声音频谱完全重合,可完美作用于“魔鬼鱼”母舰上
环形离子交换膜驱动器,可通过循环泵送体内的钠、钾离子,改变局部的渗透压,引发整个伞状体规律性的舒张与收缩。
这种基于化学能的脉动,其能量来源和表现形式都与真实水母无异,不产生任何电磁或热力学废信号。
微血管网络仿生液压系统工作模式如同生物的毛细血管。通过向特定管道泵送功能液体,实现腕足的无限自由度变形。
同时,管道壁本身由电致伸缩聚合物构成,能在电信号下微收缩,提供精准的抓取力,实现 “刚柔并济” 的作业能力,完美契合“章鱼”。
分段式人工侧线肌肌节阵列在设计上,每个“肌节”都是一个独立的介电弹性体动力单元。游泳时,控制信号从头部向尾部依次激发这些肌节,形成一道传递全身的肌肉行波,驱动身体以最符合流体力学的方式摆动。
在不同仿生无人机的设计上还有不同的优化,比如旗鱼的肌节单元优化了瞬时爆发力,而金枪鱼的则优化了持续作功的效率和疲劳强度。
这套动力系统的互相搭配,使得仿生无人机组在海洋中游行时,就如同真正的生物那般,几乎看不出有什么问题。
在能源系统的设计上,为了实现长期乃至永续的自主巡航,陈启明不得不学习了蓝星几乎所有的能源学知识,因为现有的除了核动力系统,根本没有能量密度和功率水平能够搭载陈启明设计的动力系统和结构系统。
哪怕是无人机也不需要核动力系统,但是其他现有的能源系统,有着各种各样的缺点无法实现目标。
因此,陈启明通过学习,再加上逆天悟性的持续头脑风暴,设计了取之于海,用之于海的环境能量收集网络与基于tripyc-cb[cu]的仿生“光合-化能”共生系统。
在所有无人机的体表(尤其是魔鬼鱼的宽阔背部和水母的透明表面),覆盖着一种 “多源异质能量收集芯片” 。这种芯片像叶绿体一样,能同时将海水温差(热电效应)、机械波动(压电效应,如海流、自身游动)甚至化学能(微生物燃料电池) 高效转化为电能。
而tripyc-cb[cu]超分子催化网络,是他设计的多种新材料复合,他在所有无人机的“皮肤”和肌肉组织中,植入了基于 tripyc-cb[cu]晶体的超分子催化网络。
这套系统能模仿海洋生态:“光合”模式:在光照好的上层海域,利用晶体捕获光能,光解海水产生氢气,并将氢原子存储在特定的储氢合金中。