中国科学家研发出高性能软体仿生机器鱼

【菲龙网专讯】据新华社报道，中国浙江大学的科研人员近日研发出一款高性能软体仿生机器鱼，该软体机器鱼可在水下模仿鳐鱼游动的姿态，根据指令前进、转向。相关论文发表于《科学进展》杂志。

记者１０日在浙江大学见到了该款软体仿生机器鱼。机器鱼总重量约９０克，身长约９．３厘米，鱼身中间部分为控制机器鱼运动的核心部位，大部分躯体则由透明薄膜材料构成。

浙江大学航天航空学院李铁风副教授介绍，软体仿生机器鱼不以传统的硬质电动机或马达来驱动，而是靠受到电流刺激会“动”的高分子材料来实现，这种材料又被称为“人工肌肉”。

“机器鱼中间的人工肌肉在接受电力时会发生平面内的收缩或者舒张，动作有点像心脏跳动。我们通过机器鱼结构设计这种肌肉的动作转化为上下角度的扑动，扑动带动两侧柔软鱼鳍形成波动，这种复合式的扑动加波动的过程就可以实现在水中的推进。”李铁风说。

据了解，这款机器鱼通过电压驱动控制，依靠自身携带的小型化高压电源和控制系统，实现了快速机动性和长时续航。装载了电子设备的机器鱼运动速度达到每秒６厘米。

“软体人工肌肉在电场作用下可以快速响应，扑动的频率比较高，所以游动的速度比较快。”李铁风介绍，若是机器鱼卸载了电子设备，由外部供能的情况下，机器鱼的速度能够达到每秒１４厘米，相当于淡水小鱼在长距离游动时的速度。

研究工作主要参与者、浙江大学博士生李国瑞说，软体化、透明化的特性还可以大大提高机器鱼的环境适应效果，保证它可以更容易、安全地通过狭窄区域。紧凑的全软体结构设计，还使得其主要结构可利用三维打印技术直接制作完成。

“软体仿生机器鱼能够在海洋中做海水温度、盐度乃至于污染物的探测。”李铁风表示，机器鱼的材料都是工业级基础材料，在中国有较好的产业基础，成本低廉、生产环保，有规模化生产的前景。

课题组下一步将从材料和结构上加强人工肌肉驱动效率，并进行批量生产工艺技术的研发。