中科院自動化所研發仿生水母，能在水下自由穿梭

導讀

近日，由中國科學院自動化研究所俊志研究員擔任通訊作者的論文發表在了SCIENCE CHINA Information Sciences期刊上，該團隊研發出一條能夠在水下自由穿梭的水母，形象逼真，甚是可愛。

研發一隻能夠在水下任意穿梭的仿生機器魚，一直是很多科學家的夢想。而且近年來，層出不窮各種各樣的仿生魚也個個身懷絕技，將真魚的形態模仿的惟妙惟肖。

而在神奇的海底世界，還有一種更加可愛的生物，那便是水母，他們大多通體透明，通過腔體的收縮與擴張，實現了高效、靈活的噴射式推進，也成為很多仿生學家爭相模仿的對象。

在仿生水母領域，最出名的莫過於德國知名企業FESTO研發的超大型仿生水母。只不過這隻水母和真正的水母不盡相同，它是仿照水母的推進方式，將這款機器人應用到了在空氣中漂浮。

近日，來自中國科學院自動化研究所的俊志研究員及其團隊，便研發出了一款能夠真正在水裡游泳的仿生水母。

雖然其表面上看上去做工還略顯粗糙，但確實也將水母模仿的惟妙惟肖了。最為關鍵的是，它完全模仿了水母的推進方式，實現了其三維空間的遊動及姿態自主調整。

據介紹，雖然仿生水母很早就吸引國內外學者的關注，但是多年以來的研究還是存在很多弊端，比如，水母的速度較慢，靈活性較差。對未來實際應用存在很大挑戰。

喻俊志研究院課題組研究的新型水母，較之前的研究在機構和控制方面都取得了很大進步：

在機構設計方面，他們採用多連桿機構設計了仿生機器水母，來模仿水母腔體的收縮和擴張運動。

該款仿生機器水母腔體高138 mm，重8.2 kg。四個多連桿機構呈中心對稱地分布在仿生機器水母中心線四周，並附粘一圈橡膠外皮以形成密閉的腔體。通過多連桿機構的運動帶動外皮收縮和擴張，實現仿水母式噴射推進。

此外，為增加三維機動能力，該項研究在仿生機器水母機構設計中增加了重心調節機構。利用該機構調整配重塊的位置，實時調整仿生機器水母的三維姿態。

在運動控制方面，該項研究提出了基於強化學習的仿生機器水母姿態控制方法，通過構建基於Q學習的仿生機器水母姿態控制器，使仿生機器水母具有自主學習並完成姿態控制的能力。通過一系列模擬及水池實驗證明了所提方法的有效性。

以下是該仿生水母測試時的視頻：

信息來源：中國科學雜誌社

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