由北京航空航天大学机械工程及自动化学院探究团队，和谐中科院深海所、浙江大学历经 6 年共同研发，深海微型多模态机器东说念主探究恶果于 3 月 20 日发表在国外学术顶刊 《科学·机器东说念主》（Science Robotics），为深海探索带来了更多可能性恶果，同期被 Science Robotics 官网首页大图先容。

　　以下为其官方发布的原文：

　　《Science Robotics》刊发北航探究团队和连结者最新探究恶果：深海微型多模态机器东说念主

　　在地球最深处马里亚纳海沟的万米平川，压强尽头于一个指甲盖上站了一头一吨重的犀牛，温度接近冰点，此前，能到达这里的深海机器东说念主多为分量达数吨的刚性体大型潜航器，而对身长1米以内的微型机器东说念主来说，这里的极点环境曾是“禁区”，会使它们“肌肉僵化”、举步维艰。

　　2021年，北航机器东说念主于马里亚纳海沟(10666m)开释

　　如今，一台身长不到50厘米、体重仅1500克的“小精灵”翩然则至，在深海高静水压下心绪不惊，体态庞杂、活动自如，它时而舞动尾鳍如游鱼穿梭，时而张开背鳍如海燕滑翔，致使能将尾鳍变化成腿，在海底“溜达”。

　　机器东说念主在海底爬行

　　这一能在万米深海终了多模态流露的微型深海可变形机器东说念主，由北京航空航天大学机械工程及自动化学院探究团队和谐中科院深海所、浙江大学历经6年共同研发，深海微型多模态机器东说念主探究恶果于3月20日发表在国外学术顶刊《科学·机器东说念主》（Science Robotics），为深海探索带来了更多可能性，恶果同期被Science Robotics官网首页大图先容。

　　论文首页截图

　　仿生灵感深海生物多模态流露的贤慧启迪

　　大当然是东说念主类最伟大的导师，深海生物在极点环境下展现出的适合性和万般性，为科研团队提供了珍贵的仿生灵感。蝙蝠鱼是深海寰宇的“舞者”，通过神秘的鳍肢流露，在深海中目田游弋、行走。探究团队恰是从蝙蝠鱼的流露格式中领受灵感，联想出梗概游动、滑翔、爬行的多模态机器东说念主，并愚弄手性双稳态超材料结构终了0.75s内的游动-往来快速调度，适合不同的海底地形和任务需求。

　　在游动格式下，机器东说念主通过尾鳍的舞动产生推力，如胶投漆般穿梭，最高速率可达5.5cm/s；在滑翔格式下，张开的背鳍愚弄水的升力终了长距离滑行，宛如深海中的海燕，轻细而优雅；在爬行格式下，机器东说念主愚弄各向异性足部联想，梗概终了3cm/s的沙地行走，适应而天真。这种多模态流露才能，使机器东说念主梗概在复杂的深海环境中天真搪塞，完成万般化的任务，成为深海探索的多面手。

　　中枢冲突深海极点环境中的柔性“风火轮”

　　“10000米深海压强关于小机器东说念主来说，尽头于压了一座微型冰山”，北航探究团队慎重东说念主文力拔擢的譬如，生动地揭示了深海小机器东说念主在研发经由中靠近的最浩劫题之一。在深海的高压下，柔性驱动器材料的模量增多，访佛肌肉的“僵化”，会导致驱动幅值与速率的衰减，p2p理财减轻机器东说念主的起头性能。为了克服这一挑战，在屡次尝试之后，探究团队联想出了全新的深海驱动安装：愚弄双稳态手性超材料结构在两个稳态之间切换时的快速突跳（snap-through），终了高效驱动。这种快速突跳的速率和幅度会跟着结构材料模量的增多而增多，神秘地将深海高压对软材料的负面影响扭转为正面影响，从而“化陈旧为神奇”，成为提高机器东说念主驱动性能的助力，克服了以往柔性材料驱动器在深海环境下性能衰减的贫穷，使得机器东说念主在深海中梗概终了更高的驱动速率和幅度，如同深海中的“风火轮”，在压力中开释出惊东说念主的能源。

　　机器东说念主于中国南海海马冷泉(1384m)游动、滑行、变形和爬行

　　针对2-4℃低温这一深海环境带来的另一难题，探究团队神秘愚弄在低温环境下可终了高频轮回主动变形的阵势挂牵合金进行拮抗驱动。愚弄阵势挂牵合金的阵势挂牵效应，通过周期性电流加热使一双阵势挂牵合金弹簧主动轮换收缩，驱起头性超材料单元的双稳态突跳切换，从而终了驱动器的快速轮回舞动。进一步，通过有限元仿真、本质室环境测试及高压罐本质等递次，系统优化了驱动器要津结构参数，最终终明晰静水压力对驱动性能的正向强化，显耀提高了驱动器的舞动速率与幅值。终末，通过硅油填充的硅胶管、柔性油囊等封装本领，终明晰阵势挂牵合金驱动器、电路板和能源系统的压力自赔偿封装。

　　深海本质从本质室到深海的性能特出

　　为了考据机器东说念主的性能，探究团队在多个深海地点进行了实地测试。在几年的测试时候中，机器东说念主搭载“深海铁汉号”和“得意者号”载东说念主深潜器完成了包含海马冷泉（1384m）、龙西海山（3756m）和马里亚纳海沟（10666m）在内的多地形、全海深的统统14次部署测试。在3756m深海下，驱动器的驱动性能特出了本质室的性能，在舞动幅度上得回了24.9%的提高。在1384m深海的游动（33.7 mm/s）、滑翔（72.1 mm/s）、爬行（21.5 mm/s）的多模态流露速率与常温常压下(游动33.1 mm/s、滑翔56.9 mm/s、爬行21.5 mm/s)的推崇尽头。深海低温高压下机器东说念主的流露性能不错比好意思致使特出本质室常温常压下的流露性能，并顺利终明晰预期的多模态流露。

　　机器东说念主于中国南海中南海山(3756m)测试

　　穿着式柔性持手深海功课的好助手

　　针对深海无法对软体生物安全持取的难题，探究团队愚弄手性超材料单元的压-扭耦合效应漠视了一种穿着式深海柔性持持器联想递次。在持持器战争面上引入散步式微型手性结构，缩短了被持物体名义的战争应力麇集，提高了持持安全性。当穿着在传统刚性手上，通过刚性手的线性开合驱动，该持持器梗概输出51.8N的切向持持力，并在杨氏模量从104到109Pa的物体上齐保持了较低的战争应力（<33 kPa）。该持手搭载于“得意者号”和“深海铁汉号”载东说念主深潜器上，顺利完成了3400米深海环境下对软体海洋生物（海星、海参、海胆）的无损持取和采样，出动吨级着陆器，开箱操作等一系列深海任务。

　　超材料柔性手持取深海海星与海参(3469m)

　　现在，团队正朝着深海柔性机器东说念主+AI的探究地方努力，为深海智能功课提供更浩繁的空间。从本质室池塘到马里亚纳海沟再到恶果发布，这条研发之路于今走了整整6年。资格过南海测试时风波打碎机体的至暗时刻，也享受过万米海底首秀顺利的欢欣鼓励，正如团队成员、北航机械工程及自动化学院博士探究生、深潜东说念主员左宗灏所说：“深海科研的魔力在于未知带来的挑战，每次下潜的契机齐弥足珍稀，但恒久服气独一敢迈步，海底也会有光。”

　　北航参试学生左宗灏随“深海铁汉号”载东说念主深潜器下潜测试

　　将来，探究团队将悉力于聚焦提深邃海微型机器东说念主的续航才能和流露遵循，终了更大范围的深海探伤和监测，为海洋资源确立、考古发掘、环境监测等规模提供更多的北航有联想、中国有联想。

　　想法图

　　潘飞、刘嘉琦、左宗灏、何夏为本论文的共同第一作家，机械工程及自动化学院文力拔擢与丁希仑拔擢为本论文的通信作家。北航为本论文的第一单元及通信单元。本探究得回了后生科学基金表情（A类）和立异探究群体等项联想资助。

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