《自然》封面报道中国学者研究成果：万米深海驱动软体机器人

3月4日，国际顶级期刊《自然》杂志在封面刊发之江实验室与浙江大学合作的研究成果——无需耐压外壳，便能承受万米级别深海静水压力的仿生深海软体机器人，研究团队在全球率先实现了软体机器人的万米深海操控及深海自主游动实验，将为深海探索科考、环境监测与资源勘探提供解决方案。

自然杂志封面。

澎湃新闻（www.thepaper.cn）从之江实验室获悉，仿生深海软体机器人形似一条鱼，长22厘米，翼展宽28厘米，约A4纸大小，原型来自于生活在马里亚纳海沟6000~11000米的狮子鱼。

生物学研究发现，狮子鱼的骨骼细碎状分布在凝胶状身体中，能承受近百兆帕的压力，相当于约一吨的汽车压在指尖上。“狮子鱼的构造带给我们启发，如果能将深海的‘生命奥秘’化作‘机器之力’，就可以研发出适应深海极端环境的仿生、软体、小型化智能机器人。”论文第一作者、之江实验室智能机器人研究中心高级研究专员李国瑞表示。

研究团队对电子器件和软基体的结构、材料进行力学设计，优化了在高压环境下机器人体内的应力状态。控制电路、电池等硬质器件被融入集成在凝胶状软体机身中；通过设计调节器件和软体的材料与结构，机器人无需耐压外壳便能承受万米级别的深海静水压力。

仿生深海软体机器人。

动力方面，机器人靠自身携带的小型能源控制系统和两翼中间椭圆形部位的介电弹性体人工肌肉实现推进。当硅胶体中的电子器件产生电信号，介电弹性体会在刺激下产生像肌肉一样的变形模式，双翼随肌肉伸缩进行扑翼运动。为克服高压、低温条件下高分子材料的电驱动性能衰减，团队研制了一种能适应深海环境的电驱动人工肌肉，在马里亚纳海沟的低温（0~4℃）、高压（110 兆帕）下依旧能正常工作。

“总的说，仿生深海软体机器人实现了两项关键突破：适应深海静水压力的软硬融合机器系统和适用于深海高压低温环境驱动的新型介电高弹体驱动器。”李国瑞表示，为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，仿生深海软体机器人则可实现深潜器的小型化、柔性化、智能化，有望大幅降低深海探测的难度和成本。

仿生深海软体机器人项目团队 。

据介绍，2019年12月，仿生深海软体机器人在马里亚纳海沟坐底，影像记录显示其在10900米深处实现了稳定扑翼驱动。去年8月27日，机器人又在南海3224米深处成功自主游动。

“我们的机器人在深海、极地、高冲击性等恶劣及特种环境下有良好的应用前景。”李国瑞表示，项目组将继续研究深海软体智能设备的能源、驱动、感知一体化系统，提升智能性，降低应用成本；还计划将技术运用到深潜器上，研制小型化装备，实现深海通讯、检测等功能。

之江实验室是浙江省政府、浙江大学、阿里巴巴共同举办的混合所有制新型研发机构，以重大科技任务攻关和大型科技基础设施建设为主线，围绕智能感知、智能计算、智能网络、智能系统四个研究方向开展前沿基础研究、关键技术攻关和核心系统研发。