神奇的大自然给了人类探索机器人的路上给予了许多灵感，科学家们通过复制各种生物体的外观和行为，使机器人更快适应我们生存的物理世界，更高效地帮助人类解决复杂的现实问题。
近日，浙江科技大学和埃塞克斯大学联合研究团队在IEEE/ASME Transactions on Mechatronics杂志上发表了一篇论文，介绍了他们开发的一款受螳螂虾启发的仿生机器人，可以帮助探测和监测狭窄的水下环境，这些环境中生活着许多动物种类，并且富含矿产资源，对生物学与地理学的研究有重要作用。
研究团队成员Gang Chen表示：“许多水下环境有人类难以进入的狭窄空间，因此机器人接管它们的探索是最理想的。螳螂虾是海洋环境中一种灵活迅捷的小型捕食者，其出色的运动能力为水下机器人的发展提供了新的研究思路。这项工作以螳螂为仿生对象，设计了一种新的螳螂虾机器人，并完成了其运动控制。”
什么是螳螂虾
螳螂虾，又叫雀尾螳螂虾，是口足目齿指虾姑科齿指虾姑属动物，最显著的特征就是在它的胸前有一对大螯钩，攻击力非常的强。它和日常生活中吃的皮皮虾其实并不一样，皮皮虾属于虾蛄科，胸前并没有这种攻击力特别强的大前螯钩。
雀尾螳螂虾主要分布于印度洋、太平洋的热带海域，包括中国的南海及台湾海域，常栖息在礁石的缝隙里或洞穴中，或躲在岩石、珊瑚的后面守株待兔。
雀尾螳螂虾的第二对颚足非常发达，是它捕食和御敌的利器。他捕肢最前端的一节呈单刺状，末端如锥子一般非常尖锐，根部则凸起加厚。当它折叠起来时，加厚的部位可以像锤子一样击碎甲壳类、贝壳类、螺类动物的硬壳，而当它伸展开时，又可以轻松刺穿动物的软组织。
螳螂虾仿生机器人
螳螂虾之所以可以成为海底的“老六”，得益于他的体型和活动能力。团队受此启发，模仿螳螂虾支持运动的机制，将他们复制成仿生机器人，从而使机器人更轻松进入水下的狭窄空间。
机器人通过利用一根导线弯曲其灵活的躯干以及人工腹足的运动来控制其运动，这些运动机制可以使机器人能够迅速调整转向角度，朝着指定的方向游泳。该仿生机器人由10个人工腹足和一个灵活的身体组成，具有强大的推进能力。
仿生螳螂机器人由五对腹足驱动，通过调整这些五对腹足运动的频率、幅度和相位差，可以实现速度和稳定性的平衡。
此外，螳螂虾机器人的五对腹足的连接是独立的，在水下执行任务中遇到损坏时，可以快速进行维修。
螳螂机器人的原型在水下实验中表现优异，最大速度为0.28米/秒，最小转弯半径为0.36米，机器人已经具备了在狭窄和复杂水下环境中进行探索任务的潜力。
据研究团队透露，未来仿生螳螂虾机器人的研究重点是如何在狭窄的水下环境中实现自主运动。
目前研发人员已经针对机器人的结构、外形和硬件系统设计进行优化，提高其3D空间六自由度运动能力和更高的水下运动速度，同时增加IMU、相机、深度传感器等信息采集设备，通过环境信息的分析和自身姿态的反馈调整，实现机器人更精准的闭环运动控制。
编辑：lsj
