【摘 要】
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为了推动全人类和平探索利用太空,中俄两国签署了“合作建设国际月球科研站”计划,并携手建造月球基地。基地建设离不开人类的运作,而为了能够保证基地工作人员的基本生活,则需要在月球表面进行水源使用与开发。在使用与开发过程中,水中是否含有重金属离子则直接关系到基地工作人员的健康。因此,为了能够对月球使用水的重金属离子进行实时检测,提出一款由离子聚合物金属复合材料（Ionic Polymer Metal C
【基金项目】
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国家自然科学基金航天先进制造技术研究联合基金项目“电致变形聚合物IPMC的增材制备及性能优化研究（U1637101）”； 国家自然科学基金青年科学基金“适合离子液体进行迁移运动的IPMC制备及仿生应用研究（51605220）”；
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为了推动全人类和平探索利用太空,中俄两国签署了“合作建设国际月球科研站”计划,并携手建造月球基地。基地建设离不开人类的运作,而为了能够保证基地工作人员的基本生活,则需要在月球表面进行水源使用与开发。在使用与开发过程中,水中是否含有重金属离子则直接关系到基地工作人员的健康。因此,为了能够对月球使用水的重金属离子进行实时检测,提出一款由离子聚合物金属复合材料（Ionic Polymer Metal Composite,IPMC）驱动的能够进行重金属离子检测的水母机器人。主要工作内容如下:（1）完成IPMC的制备,随后对水母在水中的运动进行运动学分析,并结合IPMC材料的特性设计出可以由IPMC驱动的仿生水母机器人。设计出多种仿生水母机器人的结构,并进行水下对比实验分析,最终得到较优的结构设计方案。（2）对于水母在水下的运动步态进行分析,分析目前主流的生物步态仿真方法,选择采用CPG网络方式对IPMC驱动的仿生水母机器人进行步态控制。采用51单片机作为主控芯片设计出控制电路,利用模拟开关电路来实现直流转换成方波信号的输出,并利用所设计的电路来完成仿生水母机器人的加速运动、转弯运动等运动模式。（3）将仿生水母机器人与新型变色水凝胶材料相结合,并为仿生水母水下测试搭建出测试配套的平台,最终完成水母检测机器人在水下的变色实验,通过颜色来判断出水中重金属离子的成分和浓度。
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