仿生软体智能机器人 潜入世界海洋最深处

北京青年报记者4日从浙江大学航空航天学院获悉，近日，浙江大学航空航天学院李铁风教授团队联合之江实验室，成功研制出一款仿生软体智能机器人，首次在世界最深的马里亚纳海沟实现了软体机器人深海自主游动。近日，相关论文发布在世界知名学术刊物《自然》杂志上。

受狮子鱼启发

实现装备小型化、智能化

之江实验室提供的信息显示，该论文的第一作者、之江实验室智能机器人研究中心高级研究专员李国瑞介绍，最初萌生研制仿生深海软体机器人的想法，要追溯到2017年5月末，那时的李国瑞还在浙江大学攻读博士。在一次自由研讨中，李国瑞第一次谈到了“深海软机器”的设想。“参考近几年深海科考的热点，我们思考如何借着深渊狮子鱼的启发，研制一种无需耐压壳保护就可承受深海静水压力的仿生软体机器人，实现深海探测装备的小型化与智能化。”李国瑞回忆道，“我们设定的小目标是在马里亚纳海沟实现软体机器人的自供能驱动，这在当时的确是一个很大胆的设想。”

据介绍，狮子鱼是一种能够在极高压深水区生存的鱼类，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，相当于1000个大气压强，相当于约一吨重的小 汽车 全压在指尖上。“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。”李国瑞表示。

克服技术难题成功坐底马里亚纳海沟

位于西太平洋的马里亚纳海沟是已知的海洋最深处，深约10900米，静水压极高（约1100个大气压强的压力）、温度低、完全黑暗，被称为“地球第四极”。在深海科考中，为了抵抗巨大的静水压力，现有的深海机器人均需高强度的金属耐压容器保护。在课题启动初期，李国瑞承受了不小的压力。

经过多次失败之后，科研团队逐步克服了技术难题，研制出了仿生深海软体及机器。在研究历程中，系列的数值计算和大量的压力环境模拟实验验证了方案的可行性，但仿生深海软体机器人的可靠性仍需深海实地环境的测试。“2018年，之江实验室启动了应急攻关项目，为我们研制的软体机器人赴马里亚纳海沟海试提供了绝佳条件。”李国瑞说。2018年底，项目组第一次挑战万米深渊就取得了初步进展，软体驱动器及融合电子电路在万米海深实现稳定驱动。2019年12月，仿生深海软体机器人成功坐底马里亚纳海沟，在约10900米海深处实现了稳定扑翼运动；2020年8月，机器人在南海3224米实现自主游动。

遭遇超强台风

海上漂10天仅获一次机会

据浙江大学航空航天学院介绍，挑战世界最深的马里亚纳海沟时，仿生软体机器鱼随深海着陆器下潜到约10900米的海底后，在单节锂电池的驱动下，按照预定指令拍动翅膀，扑翼运动长达45分钟，成功实现了电驱动软体机器鱼的深海驱动。

据之江实验室介绍，在中国南海进行测试时，项目组遭遇了超强台风，在海上整整漂了10天，仅获得了一次实验的机会。“台上一分钟，台下十年功，我们抓住了返航前一晚天气转好的唯一机会，做成了机器人的深海试验。”李国瑞说。

李铁风介绍，这项研究为深海探测作业、环境的观察和深海生物的科考提供了新的解决方案，有望大幅提升深海智能装备和机器人的应用能力，让柔性智能设备从常规环境走向深海作业等多样任务与复杂场景，又迈出了坚实的一步。

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