中国学者实现软体机器人万米深海驱动

仙仙

浙江大学与之江实验室的科研团队通过三年的通力合作，研发出了能在万米深海接受操控的仿生深海软体机器人。这项成果3月4日在《自然》杂志发表。


“相比于传统的‘铠甲式’抗高压深潜装备，仿生深海软体机器人重量轻、结构简单，能大幅降低深海探测的难度和成本。另外，它不用电机和马达驱动，没有噪声，环境亲和度高。”论文的通讯作者、浙江大学航空航天学院交叉力学中心教授李铁风说。


李铁风介绍，这项研究的灵感，来源于将生存在马里亚纳海沟6000~11000米之间极高压深水区的深海狮子鱼的“生命之秘”化作“机器之力”的设想。生物学研究发现，深海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。


2018年5月，李铁风团队联合之江实验室智能机器人研究中心启动了相关研究。基于深海狮子鱼头部骨骼在软组织中的分散融合这一特点，项目组对电子器件和软基体的结构、材料进行力学设计，优化了高压环境下机器人体内的应力状态。


最终，项目组研发出的仿生深海软体机器人形似一条鱼，长22厘米，翼展宽度28厘米。该机器人由一种在高压低温环境下依然能保持良好电驱动性能的智能软材料制成，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，不需要耐压外壳，也能承受万米级别的深海静水压力。


2019年12月，仿生深海软体机器人在马里亚纳海沟坐底，海试影像记录显示，在马里亚纳海沟10900米深处，该机器人实现了稳定扑翼驱动。2020年8月27日，该软体机器人在南海3224米深处成功实现了自主游动。


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，未来，项目组将继续研究深海软体智能设备的能源、驱动、感知一体化系统，提升仿生深海软体机器人的智能性，降低应用成本。


“我们还计划将仿生软体机器人的关键技术运用到深潜器上，研制小型化的深海装备，实现深海通信、深海检测等功能。”之江实验室智能机器人研究中心工程专员梁艺鸣说。（记者王思远 朱涵）