位于西太平洋的马里亚纳海沟是已知的海洋最深处，深约10911米，温度低、完全黑暗静、水压极高（约1100个大气压强的压力），被称为“地球第四极”。
水压高到什么程度？打个比方，这巨大的压力相当于约一吨重的小汽车全压在指尖上。
北京时间2021年3月4日，国际顶级期刊《自然》封面发表之江实验室与浙江大学合作的仿生深海软体机器人最新研究：马里亚纳海沟的自驱动软体机器人（Self-powered soft robot in the Mariana Trench）。该研究团队率先实现了软体机器人的万米深海操控以及深海自主游动实验！
软体机器人解锁深海"无人之境"
在深海科考中，为了抵抗巨大的静水压力，现有的深海机器人均需高强度的金属耐压容器保护。而摒弃耐压壳保护和电机驱动，在深海实现软体机器人的自供能驱动，这件事儿此前还没有人干成过。
在马里亚纳海沟6000—11000米之间的极高压深水区仍可以生存的代表—狮子鱼，给了研究者灵感。生物学研究发现，狮子鱼的骨骼细碎状地分布在凝胶状柔软的身体中，能承受近百兆帕的压力，相当1000个大气压强。“狮子鱼的奇特构造带给我们很大启发。如果能将深海的‘生命奥秘’化作‘机器之力’，我们就可以研发出自适应深海极端环境的仿生、软体、小型化智能深海机器人，既可助力深海探索，又能发展新型机器人与智能装备。”之江实验室智能机器人研究中心高级研究专员李国瑞谈及研发初心仍难抑制兴奋之情，“我们设定的小目标是在马里亚纳海沟实现软体机器人的自供能驱动，这在当时的确是一个很大胆的设想”。
基于狮子鱼头部骨骼在软组织中的分散融合这一特点，项目组对电子器件和软基体的结构、材料进行力学设计，优化了在高压环境下机器人体内的应力状态。项目组研发的这台仿生深海软体机器人形似一条鱼，长22cm，翼展宽度28cm，大约为一张A4纸的长宽。控制电路、电池等硬质器件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，便能承受万米级别的深海静水压力。
深海机器人是如何实现推进的呢？机器人依靠的是自身携带的小型化能源控制系统及两翼中间椭圆形部位的介电弹性体人工肌肉（Dielectric elastomer，DE muscle）。当硅胶体中的电子器件产生电信号时，介电弹性体会在该电压信号的刺激下产生像肌肉一样的变形模式，“仿生机器鱼”的双翼就会随着肌肉的伸缩进行扑翼运动，驱动机器人前进。
总结来说，适应深海静水压力的软-硬融合机器系统，适用于深海高压低温环境的新型介电高弹体驱动器，两项技术突破造就了这台全新的仿生深海软体机器人。
“相比于传统的‘铠甲式’抗高压深潜装备，我们以全新技术路线研制仿生深海软体机器人，争取大幅降低深海探测的难度和成本。”李国瑞说道，“我们的机器人在深海、极地、高冲击性等恶劣及特种环境下，具有良好的发展应用前景。”
与世界前沿科技同步并跑,硕果频出
项目成功源自于李国瑞对反复失败而不轻言放弃的那股韧劲以及优秀的团队协作，也离不开之江实验室全方位的科研保障。
之江实验室主任朱世强曾说过，“之江实验室不做第1001个传统科研机构，而是要做高校做不了、企业又不会去做的事，要承担能解决国家战略所需和‘卡脖子’问题的科研任务。”与世界先进水平同步并跑、共同探索“无人区”的前沿创新成果，就是在这样的氛围里诞生的。
包含792颗“达尔文”2代类脑芯片，神经元数量规模相当于一个小鼠大脑，典型运行功耗只需350瓦至500瓦——这是之江实验室联合浙江大学共同研发的我国首台类脑计算机。它被装在一个普通的机柜里，却蕴藏着颠覆传统计算模式和体系架构的潜能。
类脑计算国际竞争激烈，其神经元规模上限不断被刷新。令人感到骄傲的是，之江实验室集智攻关，从最底层的类脑芯片，到整个计算机的硬件系统，再到软件和算法，自主攻克了这个充满挑战的创新链条上的各个环节。这使我国类脑计算创新实力比肩英特尔、IBM等该领域的国际顶尖研发者。
同样之江实验室牵头研发的“之江天枢人工智能开源平台”已面向学术界、产业界全面开源，为我国人工智能技术研发的自主可控夯实基础；自研的智能驾驶仿真测试平台已成为国内提供极限测试案例最齐全的平台之一，并与产业界开展深度合作。
成立3年多来，之江实验室攻坚克难，目前共获批承担国家级科研项目48项，其中国家重点研发计划10项。
机制创新开出绚丽“花朵”
“我们的工业互联网信息安全大科学装置，马上就要在新园区开工了。”之江实验室工业互联网研究中心主任助理李顺斌的话音中，带着跃跃欲试的兴奋。
这一大科学装置将占据一整座独立建筑，集成之江实验室研发的新型内生安全设备，为工业互联网安全技术提供一个虚实结合的试验环境，可以开展高度拟真的攻防演练，反复锤炼、检验工业互联网安全领域的创新成果。
从构想到建成落地，一个大科学装置往往需要十几年。之江实验室成立仅3年多，就已陆续启动多个大科学装置，并逐个通过论证，这是体制机制创新带来的惊人速度。
之江实验室是浙江省政府、浙江大学、阿里巴巴共同举办的混合所有制新型研发机构，按照“一体、两核、多点”架构组建。作为全国最早出现的混合所有制新型科研机构之一，之江实验室努力打破传统科技体制机制的条条框框，让创新资源集聚更顺畅、多主体协同攻关更高效、多元投入后的利益分配更合理。
在工业互联网信息安全大科学装置立项过程中，之江实验室在邬江兴、孙优贤两位院士指引下，和浙大等优势创新资源紧密合作，完成了从基础理论模型到建设、管控、运维等一系列关键问题的设计。实验室推出全职双聘机制，让浙大老师全身心投入实验室科研工作。参与项目的浙大研究生毕业后“无缝”入职实验室，继续推进科研任务。
类似大科学装置这样需要多方投入、大兵团作战的项目，在之江实验室还有很多。朱世强说，之江实验室就是要集成“集中力量办大事”的体制优势、高校院所人才的创新要素优势和“市场配置资源”的效率优势，为构建新型举国体制探索浙江方案。
之江实验室的墙上有两行醒目的大字：“科学精神，家国情怀。以无我之境打造战略科技力量”。这正是为国家科技自立自强贡献力量的浙江担当。
文｜《浙商》全媒体记者 楼华灿
编辑｜钱明
监制｜冯永明 审核｜余广珠、胡俊翔
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