仿生喷射机器人技术突破 - 研发新型水下仿生喷射软体机器人，其推进力源于导电绳结人工肌肉、仿折纸软壳和机载控制模块的集成设计 [3] - 机器人最高游泳速度达每秒0.6个体长，单次喷射循环游动距离为15厘米 [5] - 系统展现出优异鲁棒性，在人工肌肉部分受损情况下仍能保持正常推进能力，通过形状记忆合金尾舵实现红外光控制转向 [5] 导电绳结人工肌肉性能 - 采用液晶弹性体纤维通过水涡旋方法包覆7微米直径不锈钢纤维，形成导电人工肌肉纤维，8根纤维编织成绳结结构人工肌肉 [8] - 水下驱动应变从35%提升至55%，循环寿命从675次延长至5000次以上，输出力密度达6 N/g [9] - 能量密度达到100 J/kg，是生物肌肉两倍，可举起自身重量900倍的物体，在50%纤维束损坏下仍保持30%驱动应变 [11] 仿折纸软壳创新设计 - 受鹦鹉螺游泳机制启发，设计受折纸结构启发的软性屈曲壳体，采用弹性硅胶制备，可在较大尺寸范围内缩放 [12][13] - 软壳采用临界触发工作机制，在人工肌肉拉力超过阈值时快速收缩，实现高效水体喷射 [13] - 软壳在受拉屈曲和弹性恢复两阶段均产生可观推进力，与球体软壳相比压缩突然性更强、所需平均力更低 [17][18] 无缆驱动与控制系统 - 通过将机器人尺寸放大一倍并与控制模块结合，实现无缆水下驱动，在软壳两侧引入单向软管阀确保水流方向一致 [19] - 集成控制模块和电池后，机器人实现单次喷射循环15厘米游动距离，并通过形状记忆合金尾舵在红外光驱动下导向游动 [22] 研究成果与学术影响 - 研究成果以"Scalable jet swimmer driven by pulsatile artificial muscles and soft chamber buckling"为题发表于《Advanced Materials》 [6] - 该研究获得国家重点研发计划智能机器人专项和国家自然科学基金资助，为水下软体机器人设计提供新思路 [6][23]