他在海洋最深处马里亚纳海沟,养了一条“机器鱼”。他和团队的研究成果作为封面文章发表在国际顶级期刊《自然》,却笑称自己是“浙大渔夫”。
他就是浙江大学的李铁风教授。近日,在腾讯科学WE大会上,李铁风分享了他们团队和一条鱼的故事。
马里亚纳海沟的狮子鱼
给他们带来了科研灵感
在很多人的认知里,机器人的外形就是冷冰冰的钢铁,但是李铁风和团队研究的机器人却是柔软的。他们的灵感来自于马里亚纳海沟的狮子鱼。
马里亚纳海沟最深处达6000米到11000米,是全球已知的海洋最深处,但狮子鱼却可以生活在近万米的海底。
在这里,静水压高约110兆帕,接近于1100个大气压,相当于一吨重的小汽车全压在指尖上。
过去,高强度的金属外壳才能克服深海的极高静水压,而李铁风团队受到狮子鱼的启发,采用了“以柔克刚”的策略,让机器人无需耐压外壳,就能够承受万米级别的深海静水压力。
通过对深海狮子鱼的结构分析,团队发现深海狮子鱼骨骼细碎状地分布在凝胶状柔软的身体中,有助于其在高压力环境下的生存与活动。
团队研制的仿生软体“机器鱼”,由软体人工肌肉驱动一对翅膀状的柔性胸鳍,通过节律性扑翅实现游动。控制电路、电池等硬质器件则被融入集成在凝胶状的软体机身中。通过设计调节器件和软体的材料与结构,实现了机器人无需耐压外壳,就可以承受万米级别的深海静水压力。
这款科研成果在今年年初成为了国际顶级期刊《自然》的封面文章,更在国内外科研领域引起了不小的关注。
养一条拥有
神秘力量的“机器鱼”
早在2019年,李铁风团队研制的仿生软体“机器鱼”就已经成功在马里亚纳海沟坐底。
这款“机器鱼”形似一条深海狮子鱼,长22cm,翼展宽度28cm,大约为一张A4纸的大小。
2020年,团队又克服了新冠疫情和极端恶劣天气影响,进行了多次海试。在一次深海游动试验中,为避开超强台风,团队在南海上漂了好多天,夜里海况条件突然转好,他们就在凌晨开始了紧张实验。
团队成员李国瑞说:“凌晨三点钟,我们在主控室里,一分一秒地等待‘机器鱼’在海底启动。当看到成功完成预定游动时,悬着的心终于放了下来,数年的艰难探索取得了里程碑式进展。”
对此,李铁风也十分感慨,“理想的火焰要经得起‘泼冷水’,我们经历了10年的‘能推公式能搬砖,睡过地板晕过船’的生活,当我们看到纸上公式变成真,海底机器动起来时,眼泪一下就出来了。用不懈努力把自己感动到哭,这感觉,真的很爽。”
未来软体机器人
将应用在星球或深空探索
在腾讯科学WE大会上,李铁风还提出了一个大胆的设想:“我们还有一个对于未来的设想,就是怎么样把这种软体机器人,应用在星球或者深空的探索中。”
腾讯科学WE大会是一年一度的全球科学大会,2013年至今已举办9年。全球顶尖科学家在大会上分享最值得关注的科学突破和前沿思想,将科技创新转化为有利于社会的积极力量,促使“科技向善”。
许许多多的科研工作者都奔赴在星辰大海征途上,可能你并不知道他们的名字,但他们所投身的事业,正在改变你我的生活。向每一位奔赴星辰大海的科研工作者致敬。
据《人民日报》