生物仿生水下软体机器人：从生物学到机器人再回到生物学

海洋中未被充分探索的区域和多样化的软体海洋生物促使人们对生物仿生水下软体机器人产生浓厚兴趣。近期的进展为水下运动、感知和交互提供了新能力。然而，这些努力是单向且单一的，生物学指导机器人，而机器人从未真正反哺回生物学。本文提出了一个具有整体性和双向性的框架，将生物学原理、机器人实现与生物学验证相结合。我们展示，软体机器人可作为探测生物功能的实验工具，甚至用于检验演化假设。其固有的顺应性也使其在非结构化环境中超越刚性系统，支持海洋探索、操作和医疗等应用。展望未来，我们提出生物普适仿生机器人范式，这一范式超越种类特定的模仿，通过识别不同物种间的收敛原理以激发更具适应性的设计。尽管取得了快速进展，但仍面临材料鲁棒性、驱动效率、自主性和智能性等挑战。通过统一生物学与工程，软体机器人将推动海洋探索并深化科学发现。