工程师制造了鱿鱼般的机器人用于水下探索

加州大学圣地亚哥分校的工程师们制造了一种鱿鱼般的机器人，用于水下探索。该机器人无需连接线，可以通过水射流来推进自己。它还克服了电气挑战，例如能够携带传感器，特别是摄像头。

迈克尔·T·托利是研究的资深作者之一，也是加州大学圣地亚哥分校机械和航空工程系的教授。

“基本上，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。“这是第一个无需连接线的机器人，可以产生高速游泳的水射流，并且可以通过改变身体形状来实现，这提高了游泳效率。”

该研究发表在《生物启发和生物仿生》杂志上。

鱿鱼机器人

鱿鱼启发的机器人由软材料如丙烯酸聚合物组成，还有一些更刚性的3D打印和激光切割部件。软机器人在水下探索时对鱼和珊瑚更安全，因为刚性机器人可能会损坏它们。然而，也有一个缺点。软机器人通常速度较慢，机动性较差。

研究团队由机器人专家和计算机模拟专家组成。该团队之所以选择鱿鱼，是因为它们能够以高速行进。头足类动物通过射流推进机制实现了这种速度。

从鱿鱼中汲取灵感，团队设计了机器人，使其能够吸入水并在皮肤和柔性肋骨中储存弹性能量。然后，机器人通过压缩身体释放能量，产生一股水射流来推动机器人。

当它不移动时，机器人呈现纸灯笼的形状，其肋骨柔性，像弹簧一样。机器人的每一端都有一个圆形板，肋骨连接在那里，其中一个连接到一个可以吸入和排出水的喷嘴。为了排出水，机器人的身体必须收缩。剩余的板用于固定传感器，如防水摄像头。

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测试机器人

鱿鱼机器人在加州大学圣地亚哥分校机械和航空工程系教授杰诺·帕夫拉克的实验室中进行了测试。之后，它被送到加州大学圣地亚哥分校伯奇水族馆的坦克中进行测试，该水族馆位于斯克里普斯海洋研究所。

机器人可以通过调整喷嘴来控制方向，电气部件（如电池和摄像头）的防水也证明是成功的。设备以每秒18到32厘米的速度行进，大约相当于每小时半英里。这种速度令人印象深刻，超过了大多数软机器人。

凯勒布·克里斯蒂安森是德克斯康公司的高级医疗设备工程师，他在研究小组中领导了这项研究。

“在我们能够优化机器人设计以便其在实验室的水箱中游泳之后，看到机器人能够在大型水族馆中成功游泳，证明了其在现实世界中的可行性，尤其是在珊瑚和鱼中间，这让我们感到特别兴奋，”克里斯蒂安森说。

在测试了各种不同的喷嘴模型之后，团队终于找到了一个方法来提高机器人的效率，并使其能够更快地机动和行进。导致这一发现的主要因素之一是由加州大学圣地亚哥分校结构工程系的钱强教授及其团队领导的射流推进模拟。