科学家将控制转为「机械智能」，让机器人用两根气管玩转三种游动模式

北卡罗来纳州立大学尹杰教授团队受海羽星启发，研发出一款仅重 14.5 克、由两根气管驱动的单稳态双驱动三维运动软体水下机器人，无需搭载微型电脑、传感器和实时控制算法，就能在水母、鱼、转子三种模式间平滑切换，完成升降、悬停、转向等三维机动动作，多项性能优于同类仿生机器人，可实现水底收集物件、打捞垃圾、管道拍摄等应用。该团队将背后的设计理念称为「机械智能」，即把原本需算法承担的控制工作转移到材料、几何形状和结构耦合中，以最少驱动实现最多功能。团队并非直接复刻海羽星的复杂生理结构，而是从工程短板出发提取可转化的力学机制，舍弃非必要细节得到最小可行工程单元。该技术是团队在机械智能路线上的第三次演进，目前这类开环控制机器人仍存在场景适应局限，团队认为未来机械智能可与电子控制系统融合，分别承担低层级身体协调和高层级决策功能，后续还将探索适配真实海洋环境的驱动方案，推进分层部署的应用构想，最终目标是建立可推广的设计方法，支撑无缆多机器人长时间海洋探索监测。相关研究成果已发表于《科学进展》。