浙江大學(xué)與之江實驗室的科研團(tuán)隊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器人。這項成果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，仿生深海軟體機器人重量輕、結(jié)構(gòu)簡單，能大幅降低深海探測的難度和成本。另外，它無須電機和馬達(dá)驅(qū)動，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)隊聯(lián)合之江實驗室智能機器人研究中心啟動了相關(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，項目組對電子器件和軟基體的結(jié)構(gòu)、材料進(jìn)行力學(xué)設(shè)計，優(yōu)化了高壓環(huán)境下機器人體內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)。
最終，項目組研發(fā)出的仿生深海軟體機器人形似一條魚，長22厘米，翼展寬度28厘米。該機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身中，無須耐壓外殼，便能承受萬米級別的深海靜水壓力。
2019年12月，仿生深海軟體機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，該機器人實現(xiàn)了穩(wěn)定撲翼驅(qū)動。2020年8月27日，該軟體機器人在南海3224米深處成功實現(xiàn)了自主游動。
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，未來，項目組將繼續(xù)研究深海軟體智能設(shè)備的能源、驅(qū)動、感知一體化系統(tǒng)，提升仿生深海軟體機器人的智能性，降低應(yīng)用成本。
“我們還計劃將仿生軟體機器人的關(guān)鍵技術(shù)運用到深潛器上，研制小型化的深海裝備，實現(xiàn)深海通訊、深海檢測等功能。”之江實驗室智能機器人研究中心工程專員梁藝鳴說。
