大自然的奇思妙想赋予了人类无限的灵感，科学家们致力于模仿生物的形态与功能，以推动机器人技术的发展，使其能更加高效地适应人类生活的物理环境，并助力解决复杂的问题。近期，浙江科技大学与埃塞克斯大学的研究团队在IEEE/ASME Transactions on Mechatronics期刊上发布了一项研究成果，聚焦于一款基于螳螂虾设计的仿生机器人，旨在探索和监控充满生物多样性与矿产资源的狭窄水下环境。

项目负责人Gang Chen指出，许多水下环境存在难以触及的狭小空间，而机器人在此领域的探索显得尤为关键。螳螂虾，作为海洋生态系统中的敏捷猎手，以其卓越的运动能力为水下机器人技术开辟了新路径。研究团队以此为灵感，精心设计了一款新型的螳螂虾仿生机器人，并成功实现了其运动控制。

螳螂虾概述

螳螂虾，又称雀尾螳螂虾，隶属于口足目齿指虾姑科，以其胸前的强力大螯著称。它与常见的皮皮虾（属于虾蛄科）在形态上有显著差异，前者拥有强大而致命的捕食工具。

雀尾螳螂虾广泛分布于印度洋和太平洋的热带海域，包括中国南海与台湾地区，多栖息于礁石缝隙、洞穴或隐藏于岩石与珊瑚之后。

其第二对颚足是其捕食与防御的利器。前端单刺状，尖锐如锥，而根部加厚，可像锤子般击碎甲壳类、贝壳类、螺类的硬壳；伸展时，能轻易穿透软组织。

仿生机器人设计

基于螳螂虾的特性，研究团队模仿其运动机制，将其转化为仿生机器人的设计，以增强其在水下狭窄空间的适应性。机器人采用一根导线控制其柔韧的躯干与人工腹足的协同运动，从而实现快速转向与定向游泳。

该仿生机器人由10个腹足与一个灵活的主体构成，拥有强大的推进能力。通过调节五对腹足的频率、幅度和相位差，机器人能够平衡速度与稳定性。此外，每对腹足的独立连接使得在水下作业时，即使发生损伤也能迅速修复。

在水下实验中，该仿生螳螂机器人展现了出色的表现，最大速度达到0.28米/秒，最小转弯半径仅为0.36米，展现出在复杂水下环境中执行探索任务的潜力。

研究团队未来计划着重于提升机器人在狭窄水下环境中的自主导航能力。目前，研发团队正对机器人的结构、外观与硬件系统进行优化，以增强其三维空间的六自由度运动性能和高速水下移动能力。同时，集成IMU、相机、深度传感器等信息采集设备，通过分析环境数据与自身状态反馈，实现更精准的闭环运动控制。

此项目不仅推动了机器人技术的创新，也为海洋科学研究与资源勘探提供了新的工具与方法。