工程师打造用于水下探索的类鱿鱼机器人

加州大学圣地亚哥分校的工程师创造了一种用于水下探索的类似乌贼的机器人。 该机器人不受束缚，可以通过喷射水流来推动自己。 它还克服了电气挑战，例如能够携带传感器，特别是相机。

迈克尔·T·托利 (Michael T. Tolley) 是该研究的资深作者之一，也是加州大学圣地亚哥分校机械与航空航天工程系的教授。 

“本质上，我们重新创造了鱿鱼用于高速游泳的所有关键特征，”托利说。 “这是第一个不受束缚的机器人，它可以像乌贼一样产生喷射脉冲以进行快速运动，并且可以通过改变其身体形状来实现这些喷射脉冲，从而提高游泳效率。”

研究 发表于 生物灵感和仿生学。

鱿鱼机器人

这款受鱿鱼启发的机器人由丙烯酸聚合物等软材料以及一些更坚硬的 3D 打印和激光切割部件组成。 在水下探索方面，软机器人对于鱼类和珊瑚来说更安全，因为刚性机器人可能会损坏它们。 然而，有一个缺点。 软机器人的机动速度通常较慢且效率较低。 

研究团队由机器人专家和计算机模拟专家组成。 该小组之所以将目光投向鱿鱼，是因为它们能够快速移动。 头足类动物通过喷射推进机制达到这个速度。

该团队从乌贼身上汲取灵感，设计了这款机器人，使其能够将水带入体内，并在皮肤和灵活的肋骨中储存弹性能量。 然后机器人压缩其身体释放能量，产生一股水流推动机器人。

当它不移动时，机器人保持纸灯笼的形状，它的肋骨是灵活的，就像弹簧一样。 机器人的每一端都有一个圆板，肋骨连接在圆板上，其中一个连接到一个吸水和喷水的喷嘴。 为了喷射水，机器人的身体必须收缩。 剩余的板用于固定传感器，例如防水相机。 

测试机器人

鱿鱼机器人在 Geno Pawlak 教授的实验室进行了测试，该实验室位于加州大学圣地亚哥分校机械与航空航天工程系。 经过这些测试后，它被送往斯克里普斯海洋学研究所的加州大学圣地亚哥分校伯奇水族馆的水箱中。 

该机器人能够通过调整喷嘴进行转向，电池和摄像头等电气部件的防水也被证明是成功的。 该设备的行驶速度约为每秒 18 至 32 厘米，即每小时约半英里。 速度令人印象深刻，比大多数软机器人都快。

Dexcom 的高级医疗设备工程师 Caleb Christianson 领导了研究小组的这项研究。 

“当我们能够优化机器人的设计，使其能够在实验室的水箱中游泳后，特别令人兴奋的是看到机器人能够成功地在珊瑚和鱼类的大型水族箱中游泳，这证明了其可行性对于现实世界的应用，”克里斯蒂安森说。 

在测试了各种不同型号的喷嘴后，该团队终于找到了一种可以提高机器人效率并使其以更快的速度进行机动和行驶的喷嘴。 导致这一发现的主要因素之一是喷气推进的模拟，该模拟由加州大学圣地亚哥分校结构工程系的朱强教授和他的团队领导。