科研突破/中国软体机械鱼　万米深海自游行/大公报记者　茅建兴杭州报道

　　3月4日，科研《自然》（Nature）杂志封面发表了之江实验室与浙江大学合作的突破仿生深海软体机器人最新研究：马里亚纳海沟的自驱动软体机器人（Self-powered soft robot in the Mariana Trench）。平均年龄30岁的中国者茅中国研究团队率先在深海实现软体机器人的自供能驱动，使软体机器人无需耐压外壳，软体便能承受万米级深海静水压力，机械建兴探索生命奥秘。鱼万游行

　　2019年12月，米深仿生深海软体机器人在马里亚纳海沟坐底，海自杭州海试影像记录显示，报记报道在马里亚纳海沟10900米海深处，科研该机器人实现了稳定扑翼驱动。突破在2020年8月27日深夜，中国者茅该软体机器人在南海3224米海深处成功实现了自主游动。软体“凌晨三点，机械建兴我们在主控室裏看到机器人成功完成预定游动时，鱼万游行悬着的心终於放了下来，数年的艰难探索终於取得了里程碑式进展。”论文第一作者、之江实验室智能机器人研究中心高级研究专员李国瑞表示。

　　狮子鱼构造启发设计思路

　　位於西太平洋的马里亚纳海沟是已知的海洋最深处，水压高、温度低、完全黑暗，被称为“地球第四极”。在马里亚纳海沟6000-11000米之间的极高压深水区，仍有数百种物种生存，狮子鱼（snailfish）就是其中的典型代表。生物学研究发现，狮子鱼的骨骼细碎状地分布在凝胶状柔软的身体中，能承受近百兆帕的压力。这巨大的压力相当於约一吨重的小汽车全压在指尖上。

　　“如何实现整个机器人耐海水压力，这是我们的核心突破点。狮子鱼的奇特构造带给我们很大启发。如果能将深海的‘生命奥秘’化作‘机器之力’，我们就可以研发出自适应深海极端环境的仿生、软体、小型化智能深海机器人，既可助力深海探索，又能发展新型机器人与智能装备。”李国瑞说。

　　2018年5月，之江实验室智能机器人研究中心与浙江大学交叉力学中心李铁风教授团队启动了以狮子鱼为原型的仿生深海软体机器人研究。“狮子鱼头部的骨骼是从分散的状态融合在软体组织中，所以我们设计的电子器件排布，是分散的融合在软基体中，通过调节材料参数和调节结构优化设计，最终一步步突破了耐压这个核心问题。”李国瑞说。

　　项目组研发的这台仿生深海软体机器人形似一条鱼，长22cm，翼展宽度28cm，大约为一张A4纸的长宽。控制电路、电池等硬质器件被融入集成在凝胶状的软体机身中；通过设计调节器件和软体的材料与结构，实现了机器人无需耐压外壳，便能承受万米级别的深海静水压力。

　　因为没有电机，机器人依靠的是自身携带的小型化能源控制系统及两翼中间椭圆形部位的介电弹性体人工肌肉。当硅胶体中的电子器件产生电信号时，介电弹性体会在该电压信号的刺激下产生像肌肉一样的变形模式，“仿生机器鱼”的双翼就会随着肌肉的伸缩进行扑翼运动，驱动机器人前进。

　　软体机器人应用前景广阔

　　在研究历程中，为了进一步证实机器人在深海实地环境下的可靠性，项目组研发的仿生机器人先后在马里亚纳海沟、中国南海等海域开展深海海试。“我们给这个在海底的软体机器人装了一个2500毫安的锂电池，持续观测了45分鐘。我们的机器人在深海、极地、高衝击性等恶劣及特种环境下，具有良好的发展应用前景。採用人工肌肉实现机器人深海驱动，没有电机，没有噪声，对环境友好，未来可以不干扰海洋环境，去观测海洋生物。”90后的李国瑞表示，希望组建一个朝气蓬勃的研究团队，在仿生软体机器人与智能装备领域开展独立性研究，提升仿生深海软体机器人的智能性，同时降低应用成本。

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