北青-北京头条采访人员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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【软体机器人|《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】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-北京头条采访人员 屈畅）
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