日前，《自然》杂志上介绍了一种以深海狮子鱼为灵感的软体机器鱼，长宽约合一张A4纸，略重于两个鸡蛋，身形轻柔灵动，却能承受1100个大气压的压力（相当于一吨重的小汽车全压在一根手指尖上）。海试结果表明，该软体机器鱼可在10900米深的海底正常工作、在3224米深的海水中畅游。

　　设计思路不同以往

　　深海环境压强大、温度低、未知因素众多，为了保护元器件或机电设备、让机器人在超强压力下正常工作，传统设计思路往往会考虑更硬的材质，用金属制作耐压壳。但论文通讯作者、浙江大学航空航天学院教授李铁风与合作者的研究思路却不同于以往。他们看到中科院深海所从马里亚纳海沟带回的狮子鱼样本，受到这种生存在8000米深海处生物的启发，他们用“以柔克刚”的思路，开发出了一种无需耐压壳保护的深海软体机器鱼。

　　李铁风介绍，软体机器鱼的一大设计亮点就是模仿狮子鱼分散的头部骨骼结构。并且，为了更接近狮子鱼的软组织质地，研究组选择用硅胶打造机器鱼的骨架。这种透明的凝胶状材料密度接近于水，质地软、韧性高，能将电池、控制电路等硬质器件温柔地包裹住。

　　“我们将功能性的电子电路最大程度地分散在软硅胶中，通过参数调节和结构设计，调控实现软体机器鱼内部的应力水平。”论文第一作者之一、之江实验室助理研究员李国瑞解释，尽可能分散地排布元器件，能够减少它们彼此间的剪切应力。如此一来，软体机器鱼即使没有刚性外壳保护，也能适应极高的静水压力。告别了沉重的金属壳，软体机器鱼会更加轻盈，机动性也会有所改善。

　　电驱动人工肌肉克服衰减问题

　　克服了深海压力问题，还要让软体机器鱼在水中动起来。为此，除了编写预设程序、将电源控制系统置于机器鱼内，研究团队还为软体机器鱼的鱼鳍花了一番功夫。

　　有别于狮子鱼行进时波浪起伏的鳍，软体机器鱼的行进状态更像魔鬼鱼，鱼鳍仿佛两个翅膀上下扑动。这翅膀实为一种电驱动的人工肌肉，看起来像一层薄透的膜。这一高分子柔性材料由浙大化学工程与生物工程学院教授罗英武等人合作研发，其克服了高压低温条件下电驱动能力衰减的问题。

　　李铁风介绍，以海水为低压端电极，软体机器鱼体内的电源在人工肌肉内外两侧形成电势差，薄薄的鱼鳍便会因此舒张、收缩形变。靠预设好的程序，软体机器鱼就能悠然地展开双鳍，在深海中行进游动。

　　除了在实验室内的上百次深水实验，团队还先后于2019年、2020年分别在马里亚纳海沟和中国南海进行海试。结果表明，凭借这种人工肌肉，软体机器鱼仍能在0到4摄氏度低温和110兆帕高压的环境下正常工作。

　　有望应用于更复杂场景

　　软体机器鱼项目的成功，会在很大程度上推进深海机器人的研究进步。并且，因为创新性的设计理念、自主研发的特殊材料，与传统的深海机器人相比，软体机器鱼的成本也变得更低廉，单台成本可控制在万元以内。

　　“我们的目标就是实现深潜器的小型化、柔性化、智能化。”李国瑞表示，未来将继续研究深海软体智能设备的能源、驱动、感知一体化系统，提升软体机器鱼的智能性。

　　“这项研究能为深海探测作业、环境观察和深海生物科考提供新的解决方案。”李铁风表示，研究团队还将继续致力于提升深海装备和机器人的应用能力，让柔性智能设备适用于深海作业等更复杂的场景。并且，团队还计划将软体机器鱼的关键技术运用到深潜器上，研制小型化的深海装备，实现深海通信、深海检测等功能。