浙大仿生軟體智能機(jī)器魚(yú)研究登《自然》封面，以科技探索生命之謎

趙御博

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近日，浙江大學(xué)仿生軟體智能機(jī)器魚(yú)研究取得重大進(jìn)展，其研究成果在2021年3月4日作為封面文章刊發(fā)在國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》雜志。深海探索是科學(xué)自然領(lǐng)域避不開(kāi)的話題，然而深海水壓?jiǎn)栴}為人類設(shè)置了種種障礙。舊有科學(xué)技術(shù)限制、操作困難，而今浙江大學(xué)航空航天學(xué)院在李鐵風(fēng)教授團(tuán)隊(duì)的帶領(lǐng)下，設(shè)計(jì)了一款能進(jìn)行深?？碧降淖怨┠芊律涹w智能機(jī)器魚(yú)。這一技術(shù)在現(xiàn)有科技中走在前沿，而在后續(xù)的科技發(fā)展中，亦能以驕傲的姿態(tài)證明自己的輝煌。相信未來(lái)，中國(guó)科技會(huì)以更加別開(kāi)生面的形式探索更加浩瀚的深海世界，化機(jī)器為生命，盡情馳騁遨游。

素材聚焦1 以“機(jī)器之力”，探索“生命之謎”

海洋占地球表面70%以上，但目前人類的探索仍局限在較淺的海洋深度，由于極端的靜水壓力，深?；旧虾茈y探測(cè)。位于西太平洋的馬里亞納海溝是已知的海洋最深處，水壓高、溫度低、完全黑暗，被稱為“地球第四極”。不過(guò)，在深海中生活的生物卻因有著奇特構(gòu)造而在這里安然無(wú)恙。若能由深海生物啟發(fā)，把“生命之謎”化作“機(jī)器之力”，研發(fā)能自適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的智能機(jī)器，則既可助力深海探索，又能發(fā)展新型機(jī)器人與智能裝備。

李鐵風(fēng)教授團(tuán)隊(duì)率先提出機(jī)電系統(tǒng)軟—硬共融的壓力適應(yīng)原理，研發(fā)的這臺(tái)仿生深海軟體機(jī)器人形似一條魚(yú)，長(zhǎng)22cm，翼展寬度28cm，大約為一張A4紙的長(zhǎng)寬?？刂齐娐?、電池等硬質(zhì)器件被融入集成在凝膠狀的軟體機(jī)身中；通過(guò)設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器件和軟體的材料與結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人不需耐壓外殼，便能承受萬(wàn)米級(jí)別的深海靜水壓力。他們通過(guò)在馬里亞納海溝最深10900米處和南海最深3224米處進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，驗(yàn)證了這種機(jī)器人具有極好的耐壓和游泳性能，并首次實(shí)現(xiàn)了在萬(wàn)米深海自帶能源軟體人工肌肉驅(qū)控和軟體機(jī)器人深海自主游動(dòng)。

素材聚焦2 軟肌肉—智驅(qū)動(dòng)，領(lǐng)域探索無(wú)極限

李鐵風(fēng)團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期攻關(guān)的重要方向，是如何讓軟體機(jī)器人智能驅(qū)動(dòng)。機(jī)器魚(yú)要在深海中驅(qū)動(dòng)，還需克服高分子材料在高壓和低溫時(shí)電驅(qū)動(dòng)能力衰減的問(wèn)題。團(tuán)隊(duì)和浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院羅英武教授課題組合作研制了能適應(yīng)深海低溫、高壓等極端環(huán)境的電驅(qū)動(dòng)人工肌肉，在高壓低溫環(huán)境下依然能保持良好電驅(qū)動(dòng)性能，即便是在馬里亞納海溝的低溫（0℃～4℃）、高壓環(huán)境（110MPa）下依舊能正常工作。這款電驅(qū)動(dòng)人工肌肉也是團(tuán)隊(duì)研究工作的另一個(gè)重要突破?？蒲腥藛T巧妙地利用了圍繞在人工肌肉外的海水作為離子導(dǎo)電負(fù)極，由機(jī)器魚(yú)自帶能源在人工肌肉內(nèi)外側(cè)厚度方向產(chǎn)生電勢(shì)差，讓高分子薄膜發(fā)生舒張與收縮形變，這樣一來(lái)翅膀就能上下拍動(dòng)，推動(dòng)機(jī)器魚(yú)在水中前行。

【考場(chǎng)仿真試題】請(qǐng)針對(duì)上述材料，寫(xiě)一則150字左右的微評(píng)論。

【范文示例】千百年來(lái)，人類對(duì)各大領(lǐng)域的探索腳步從未停息，海洋領(lǐng)域也不例外。浙大仿生軟體智能機(jī)器魚(yú)研究問(wèn)世，標(biāo)志著人類探索海洋的進(jìn)程進(jìn)一步取得突破性進(jìn)展。這項(xiàng)研究不僅為深海環(huán)境勘察和生物科考提供了新的解決方案，也讓柔性智能設(shè)備從常規(guī)環(huán)境走向深海作業(yè)等多樣性環(huán)境，走向更加光輝的未來(lái)。

【適用話題】科技探索 海洋世界 科學(xué)自然