在西北工业大学的一间实验室里,陶凯教授团队设计出了一种直径12厘米、重量不到60克的仿生水母机器人。这个微型装置几乎是透明的,游动起来和周围的真实水母几乎一模一样。除了外形模仿外,它的核心目的是为了给中国深海探测提供帮助,把传统设备能耗高、噪声大和隐蔽性差的问题解决掉。因为深海环境高压、黑暗又寒冷,传统的螺旋桨推进方式不仅费电,还会搅动海底沉积物,影响数据采集。“我们要让机器人变成纯粹的观察者,而不是干扰者。”陶凯教授说。 这个机器人团队把目光投向了水母。水母大部分由水组成,通过伞状体收缩舒张来推进。团队采用水凝胶作为驱动材料,利用静电液压原理让机器人整体含水量超过90%。这样不仅形态像真水母,还让它在水中具有更好的生物相容性。驱动方式上,机器人模仿水母肌肉收缩模式,通过周围柔性脚蹼的节律运动产生涡环来推进。这种方式效率高、噪声低。 这个机器人还能进行智能感知和作业。内置的视觉系统能快速锁定并跟踪目标鱼类。它设计成一个开放平台,目前已能集成盐度、深度等传感器应用于珊瑚礁监测或水产养殖监控。未来还可以搭载不同任务载荷用于地质勘查或国防安全领域。 这个成果诞生于西北工业大学“空天微纳系统教育部重点实验室”,这里是国内MEMS研究的先行者之一。这个实验室在2024年入选了国家级创新团队。从模仿形态到学习运动机理再到融合人工智能赋予感知决策能力,这个仿生水母机器人的成功研制标志着我国水下机器人技术在向环境智能融合方向深化发展。它把一种轻柔、智慧的方式带到深海探测领域,为人类窥探深海奥秘搭建桥梁。 这项创新不仅提升了我国在高端海洋装备领域的自主创新能力,也为全球深海可持续探索提供了中国方案。未来随着技术成熟和应用拓展,这类静默的深海“智能使者”,必将为保护海洋贡献更多关键力量。