時而擺動“尾鰭”游動，時而展開“背鰭”滑翔，還能用足部爬行……一臺身長不到50厘米、體重僅2.7千克，能在萬米深海實現(xiàn)多模態(tài)運動的小型機器人（上圖為示意圖，受訪團隊供圖），是由北京航空航天大學(xué)研究團隊聯(lián)合中國科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所、浙江大學(xué)歷經(jīng)6年研發(fā)的，相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·機器人》。

　　深海海底地形地貌復(fù)雜，如何讓機器人擁有適應(yīng)環(huán)境的多模態(tài)運動能力？深海的蝙蝠魚能夠通過巧妙的鰭肢運動自由游弋、行走，為科研團隊提供了仿生靈感：一臺能夠游動、滑翔、爬行的多模態(tài)機器人“誕生”了。游動模式下，機器人通過“尾鰭”擺動產(chǎn)生推力，最高速度可達(dá)每秒5.5厘米；滑翔模式下，展開的“背鰭”利用水的升力實現(xiàn)長距離滑行；爬行模式下，機器人利用各向異性足部設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)每秒3厘米的沙地行走。

　　北航機械工程及自動化學(xué)院教授文力介紹，研究團隊設(shè)計出全新的驅(qū)動裝置：利用雙穩(wěn)態(tài)手性超材料結(jié)構(gòu)在兩個穩(wěn)態(tài)之間切換時的快速突跳，實現(xiàn)高效驅(qū)動。快速突跳的速度和幅度會隨著結(jié)構(gòu)材料模量的增加而增加，巧妙地將深海高壓對軟材料的負(fù)面影響扭轉(zhuǎn)為正面影響，助力機器人驅(qū)動性能提升。針對深海低溫挑戰(zhàn)，研究團隊利用在低溫環(huán)境下可實現(xiàn)高頻循環(huán)主動變形的形狀記憶合金進行拮抗驅(qū)動，通過周期性電流加熱使一對形狀記憶合金彈簧主動交替收縮，驅(qū)動手性超材料單元的雙穩(wěn)態(tài)突跳切換，從而實現(xiàn)驅(qū)動器的快速循環(huán)擺動。

　　北航機械工程及自動化學(xué)院院長丁希侖說，機器人能夠適應(yīng)不同的海底地形和任務(wù)需求，可以為海洋資源開發(fā)、考古發(fā)掘等提供助力。未來，通過搭載小型攝像頭及傳感器，還可以實時監(jiān)測地質(zhì)活動與生物群落等。

　　為驗證機器人性能，研究團隊在海馬冷泉、馬里亞納海溝等多個深海地點進行了實地測試。測試中，機器人成功頂住深海低溫高壓，實現(xiàn)預(yù)期的多模態(tài)運動。文力介紹，研究團隊正朝著“深海柔性機器人+人工智能”的研究方向努力。

　?。T浩參與采寫）

　　《 人民日報 》（ 2025年04月19日 06 版）

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