浙江大學(xué)與之江實(shí)驗(yàn)室的科研團(tuán)隊(duì)通過三年的通力合作，研發(fā)出了能在萬米深海接受操控的仿生深海軟體機(jī)器人。這項(xiàng)成果4日在《自然》雜志發(fā)表。“相比于傳統(tǒng)的‘鎧甲式’抗高壓深潛裝備，仿生深海軟體機(jī)器人重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能大幅降低深海探測(cè)的難度和成本。

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另外，它無須電機(jī)和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，沒有噪聲，環(huán)境親和度高。”論文的通訊作者、浙江大學(xué)航空航天學(xué)院交叉力學(xué)中心教授李鐵風(fēng)說。

李鐵風(fēng)介紹，這項(xiàng)研究的靈感，來源于將生存在馬里亞納海溝6000—11000米之間極高壓深水區(qū)的深海獅子魚的“生命之秘”化作“機(jī)器之力”的設(shè)想。生物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，深海獅子魚的骨骼細(xì)碎狀地分布在凝膠狀柔軟的身體中，能承受近百兆帕的壓力。

2018年5月，李鐵風(fēng)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合之江實(shí)驗(yàn)室智能機(jī)器人研究中心啟動(dòng)了相關(guān)研究。基于深海獅子魚頭部骨骼在軟組織中的分散融合這一特點(diǎn)，項(xiàng)目組對(duì)電子器件和軟基體的結(jié)構(gòu)、材料進(jìn)行力學(xué)設(shè)計(jì)，優(yōu)化了高壓環(huán)境下機(jī)器人體內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)。

最終，項(xiàng)目組研發(fā)出的仿生深海軟體機(jī)器人形似一條魚，長(zhǎng)22厘米，翼展寬度28厘米。該機(jī)器人由一種在高壓低溫環(huán)境下依然能保持良好電驅(qū)動(dòng)性能的智能軟材料制成，控制電路、電池等硬質(zhì)器件被融入集成在凝膠狀的軟體機(jī)身中，無須耐壓外殼，便能承受萬米級(jí)別的深海靜水壓力。

2019年12月，仿生深海軟體機(jī)器人在馬里亞納海溝坐底，海試影像記錄顯示，在馬里亞納海溝10900米深處，該機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定撲翼驅(qū)動(dòng)。2020年8月27日，該軟體機(jī)器人在南海3224米深處成功實(shí)現(xiàn)了自主游動(dòng)。

論文第一作者、之江實(shí)驗(yàn)室智能機(jī)器人研究中心高級(jí)研究專員李國瑞表示，未來，項(xiàng)目組將繼續(xù)研究深海軟體智能設(shè)備的能源、驅(qū)動(dòng)、感知一體化系統(tǒng)，提升仿生深海軟體機(jī)器人的智能性，降低應(yīng)用成本。

“我們還計(jì)劃將仿生軟體機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)運(yùn)用到深潛器上，研制小型化的深海裝備，實(shí)現(xiàn)深海通訊、深海檢測(cè)等功能。”之江實(shí)驗(yàn)室智能機(jī)器人研究中心工程專員梁藝鳴說。
責(zé)編AJX