西北工業大學機電學院陶凱教授團隊近日取得重大科研突破,成功研發出一款具備高度仿生特性的水母機器人。該機器人采用全透明設計,在水中幾乎難以察覺,卻集成了實時監測功能,能夠精準捕捉水下環境的細微變化。
這款仿生機器人憑借其獨特的形態和運動方式,在形態與運動層面高度還原了自然水母的特征。它通過模擬水母利用渦環推進的機制,實現了高效且近乎無聲的水下移動。機器人直徑僅120毫米,重量僅56克,微型化的設計使其在狹窄空間的水下作業中具有顯著優勢。
科研團隊自主研發的靜電液壓肌肉驅動器和創新水凝膠電極材料,是這款機器人實現仿生運動的關鍵。驅動器通過電場作用模擬水母的神經信號,精確控制肌肉的收縮與舒張,從而實現傘狀體的收放過程。這種驅動方式不僅能量效率極高,整機驅動陣列功耗僅28.5毫瓦,還為長期隱蔽的水下作業提供了可靠的能源保障。
在智能化方面,該機器人集成了微型攝像頭模組和嵌入式AI處理芯片,具備自主環境感知與目標識別能力。在演示過程中,機器人成功在動態水環境中實現穩定懸停,并精準識別出水下的特定目標,包括校徽和小丑魚等。這一功能驗證了在仿生平臺上實現智能化應用的可行性。
這款仿生水母機器人的設計理念源于“以自然為師”,旨在最大限度減少對水下環境的物理和噪聲干擾。其低功耗、低擾動和高度仿生的特性,使其在深海和近海的長期隱蔽監測、生態敏感區域觀測以及狹窄空間水下設施巡檢等場景中展現出獨特的技術優勢。
在近期播出的央視《智繪光谷?CMG世界機器人技能大賽》第六集《仿生無界》節目中,這款機器人作為面向國家重大需求的攻關成果亮相。大賽聚焦世界機器人前沿技術,深海作業的智能化挑戰成為關注焦點,而陶凱教授團隊帶來的“水下幽靈”正是仿生學與人工智能融合的典型代表。
該機器人的應用潛力不僅限于科研領域。其低擾動特性使其能夠勝任珊瑚礁普查等生態敏感區域的觀測任務,而高度仿生的設計則使其在深海極端環境探測中具備環境兼容性。這些特性為解決深海探測中的能源續航、隱蔽性和環境兼容性等關鍵問題提供了新的技術路徑。











