在华南理工大学吴贤铭智能工程学院的实验室里，一群 “仿生新物种” 正在重新定义机器人的可能性 —— 能率领真鱼群巡游的 AI 机器鱼、如象鼻般灵活的软体机械臂、水陆两栖的 “狗刨式” 机器狗…… 这些灵感源于自然的创新成果，不仅展现了 “道法自然” 的科研智慧，更勾勒出机器人产业向柔性化、智能化、生态化演进的新图景。

一、AI 机器鱼：从仿生游弋到产业领航的技术跃迁

仿生电鳐

仿生机器鱼家族

机器鱼的尾部推进结构

机器鱼在诱导金鱼

在实验室的水池中，十数种仿生机器鱼正模拟真实鱼类的游动姿态。钟勇教授团队研发的摆尾式机器鱼，凭借肌腱驱动的尾鳍设计，将推进效率提升至 90%（传统螺旋桨机器人仅 60%-70%），最快游速可达每秒 3 个身位，配合滑翔功能可实现数小时续航。更引人注目的是，通过深度学习算法，机器鱼已能自主优化游泳姿态，并利用红外传感器在无视觉辅助下完成目标追踪。

核心突破：

• 仿生力学建模

  ：通过分析真鱼洄游时对水流漩涡能量的利用，团队揭示了鱼群集群效应的节能机制，为新型海工装备设计提供理论支撑。

• 人机协同创新

  ：与湛江水产公司合作的深远海网箱养殖项目中，机器鱼成功化身为 “领头鱼”，不仅引导鱼群运动，还能通过内置传感器实时监控鱼群健康状态，为智慧渔业提供了低成本、高兼容性的解决方案。

• 环境监测应用

  ：凭借高机动性与低能耗特性，机器鱼已在水底地图绘制、水生物探测等场景中实现试点应用，成为近海生态保护的 “水下侦察兵”。

二、柔性机械臂：从工业钢骨到象鼻仿生的范式革命

仿象鼻机械臂在拧开瓶盖

针对传统工业机器人在狭小空间的局限性，团队研发的象鼻机械臂展现出颠覆性优势。其内部采用电机驱动的柔性弹簧结构，配合 3D 打印的驱动传感一体化工艺，可实现多自由度弯曲与精准抓取。在发动机检修等场景中，该机械臂能深入传统设备难以触及的区域，通过前端软体抓手完成异物清除与部件调试。

技术创新点：

• 制造工艺革新

  ：突破传统 “传感器后贴” 模式，通过一体化打印技术将触觉传感器集成于机械臂本体，使使用寿命提升 3 倍以上。

• 柔性交互能力

  ：相比刚性机械臂，象鼻机械臂的接触力误差控制在 5% 以内，可安全抓取玻璃器皿、电子元件等脆弱物品，拓宽了工业机器人的应用边界。

三、水陆两栖机器狗：重新定义复杂环境作业能力

两栖机器狗在水中

李云泉副教授团队研发的 2.25 公斤级机器狗，凭借双关节腿部设计与重心优化算法，实现了陆地 1.2 身长 / 秒奔跑、水中 0.54 身长 / 秒 “狗刨” 的两栖能力。其防水结构与仿生划水步态，不仅填补了四足机器人水域运动的技术空白，更在灾害救援、野外勘探等场景中展现出独特价值。

应用场景延伸：

• 应急救援先锋

  ：可穿越洪涝灾区完成物资运输与生命探测，配合空中扑翼飞行器（学院本科生必修课成果）形成 “空陆水” 立体搜救网络。

• 科研平台价值

  ：作为生物运动力学研究的活体模型，该机器狗为解析动物水陆切换的神经控制机制提供了实验载体，推动具身智能的跨学科研究。

四、仿生教育生态：从本科生课程到产业孵化的全链条布局

学做机器鸟（扑翼飞行器）是吴贤铭智能工程学院本科生的必修课

在吴贤铭智能工程学院，制作扑翼飞行器已成为大一学生的必修实践课程。通过仿生学入门项目，学生不仅掌握鸟类飞行的空气动力学原理，更能通过加载智能模块（如视觉识别、路径规划），将课程作品转化为低空经济的应用原型 —— 从农药精准喷洒到灾害现场搜救，这些 “会飞的教具” 正逐步走向产业化。

人才培养特色：

• 兴趣驱动创新

  ：以机器鸟、机器鱼等具象化项目激发学生对机器人技术的热情，学院超 70% 本科生毕业后进入国内外顶尖高校深造。

• 产学研一体化

  ：依托国家科研项目（如 “脑科学与类脑研究” 专项），实验室成果正快速向企业转化，象鼻机械臂已与广汽集团合作开展汽车零部件检测的工艺验证。

五、未来展望：人工肌肉开启机器人柔性革命

尽管当前主流机器人仍依赖电机驱动，钟勇团队已将目光投向 “人工肌肉” 这一前沿领域。形状记忆合金、介电弹性体等智能材料的应用，正推动机器人向更贴近生物运动的方向进化。例如，德国萨尔大学的记忆合金夹持器、MIT 的尼龙纤维肌肉等研究，已展现出类生物运动的平滑性与适应性。尽管可靠性与耐久性仍需突破，人工肌肉一旦成熟，将彻底改变机器人的驱动逻辑，从工业流水线走向家庭服务、医疗护理等更复杂场景。

结语：从海洋牧场到工业车间，从灾害现场到高校课堂，广州科研团队的仿生机器人创新，不仅是对自然智慧的致敬，更是对 “新质生产力” 的生动诠释。当机器鱼带领真鱼群游动，当象鼻机械臂在发动机内精准检修，我们看到的不仅是技术的突破，更是机器人产业与自然生态、人类社会深度融合的未来图景。随着人工肌肉等颠覆性技术的迭代，这场始于仿生的智能革命，终将重新定义人与机器、与自然的交互边界。