《自然》封面報道學者研究成果：萬米深海驅動軟體機器人

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自然雜志封面。澎湃新聞（www.thepaper.cn）從之江實驗室獲悉，仿生深海軟體機器人形似一條魚，長22厘米，翼展寬28厘米，約A4紙大小，原型來自於生活在馬裏亞納海溝6000~11000米的獅子魚。

生物學研究發現，獅子魚的骨骼細碎狀分布在凝膠狀身體中，能承受近百兆帕的壓力，相當於約一噸的汽車壓在指尖上。“獅子魚的構造帶給我們啟發，如果能將深海的‘生命奧秘’化作‘機器之力’，就可以研發出適應深海極端環境的仿生、軟體、小型化智能機器人。”論文第一作者、之江實驗室智能機器人研究中心高級研究專員李國瑞表示。

研究團隊對電子器件和軟基體的結構、材料進行力學設計，優化了在高壓環境下機器人體內的應力狀態。控制電路、電池等硬質器件被融入集成在凝膠狀軟體機身中；通過設計調節器件和軟體的材料與結構，機器人無需耐壓外殼便能承受萬米級別的深海靜水壓力。

仿生深海軟體機器人。動力方面，機器人靠自身攜帶的小型能源控制系統和兩翼中間橢圓形部位的介電彈性體人工肌肉實現推進。當矽膠體中的電子器件產生電信號，介電彈性體會在刺激下產生像肌肉一樣的變形模式，雙翼隨肌肉伸縮進行撲翼運動。為克服高壓、低溫條件下高分子材料的電驅動性能衰減，團隊研制了一種能適應深海環境的電驅動人工肌肉，在馬裏亞納海溝的低溫（0~4℃）、高壓（110 兆帕）下依舊能正常工作。

“總的說，仿生深海軟體機器人實現了兩項關鍵突破：適應深海靜水壓力的軟硬融合機器系統和適用於深海高壓低溫環境驅動的新型介電高彈體驅動器。”李國瑞表示，為抵抗巨大的靜水壓力，現有的深海機器人均需高強度的金屬耐壓容器保護，仿生深海軟體機器人則可實現深潛器的小型化、柔性化、智能化，有望大幅降低深海探測的難度和成本。

仿生深海軟體機器人項目團隊 。據介紹，2019年12月，仿生深海軟體機器人在馬裏亞納海溝坐底，影像記錄顯示其在10900米深處實現了穩定撲翼驅動。去年8月27日，機器人又在南海3224米深處成功自主遊動。

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機器人在馬裏亞納海溝10900米深海驅動。(00:27)

機器人在南海3224米深海自主遊動。(00:46)“我們的機器人在深海、極地、高沖擊性等惡劣及特種環境下有良好的應用前景。”李國瑞表示，項目組將繼續研究深海軟體智能設備的能源、驅動、感知一體化系統，提升智能性，降低應用成本；還計劃將技術運用到深潛器上，研制小型化裝備，實現深海通訊、檢測等功能。

之江實驗室是浙江省政府、浙江大學、阿裏巴巴共同舉辦的混合所有制新型研發機構，以重大科技任務攻關和大型科技基礎設施建設為主線，圍繞智能感知、智能計算、智能網絡、智能系統四個研究方向開展前沿基礎研究、關鍵技術攻關和核心系統研發。(本文來自澎湃新聞，更多原創資訊請下載“澎湃新聞”APP)