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《自然》发布中国科研团队成果:软体机器人潜入世界海洋最深处

2025.11.09 14:28:42  来源: 北青-北京头条   作者: 管理员   字体:【
【导读】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。

北青-北京头条记者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。


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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。“


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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。


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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。


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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。


而据之江实验室介绍,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。


(北青-北京头条记者 屈畅)


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