工程学院机械、航空航天和制造工程学院助理教授 Mihai“Mishu”Duduta 及其研究生团队在《npj Robotics》七月刊发表研究，推出了一款名为 RoboNautilus 的完全柔性机器人系统，为水下推进领域带来创新突破。

RoboNautilus 的灵感源自头足类动物的喷气推进机制。头足类动物作为唯一利用脉冲喷射推进的天然游泳者，依靠柔软外套膜腔有节奏地扩张和收缩，吸入并强力排出水分，实现高效敏捷运动。然而，由于软执行器局限，在机器人技术中重现这一机制困难重重，多数解决方案依赖刚性电机或笨重液压系统。

RoboNautilus 突破传统，是一款完全集成、独立的水下机器人。它使用多层介电弹性体执行器(DEA)驱动水流通过软虹吸管喷射，固态执行器在高压下变形，无需刚性部件，兼具控制力、效率与紧凑设计。该机器人外壳采用 3D 打印，仿照白鹦鹉螺(Nautilus belauensis)设计，内部腔室重新构造，可容纳电子设备和气穴，实现浮力和被动自动扶正;前喷嘴处安装柔软 DEA 膜，通电后周期性膨胀收缩，吸入排出水分产生推力。

值得一提的是，该机器人设计灵感还与历史紧密相连。其灵感来源于 1955 年在康涅狄格州建造的第一艘核动力潜艇——鹦鹉螺号，杜杜塔教授对领导建造“鹦鹉螺”号的海军上将海曼·里科弗心怀敬意，并从其教诲中汲取领导力和团队建设知识。

除了推进力出色，RoboNautilus 在环境监测方面也潜力巨大。它配备内置摄像头以及用于浅水测试的温度和盐度传感器，能在脆弱海洋生态系统中收集关键数据，且不会干扰周围生物，这是相较于刚性机器人的一大优势。

未来，RoboNautilus 还将不断迭代升级，可能融入推力矢量、自主导航和更先进的传感功能。其采用柔软材料、机载动力以及安静的喷气式运动，为研究、监测和保护领域开辟了新型低冲击水下探测器的新方向。

此外，杜杜塔教授计划于今年秋天在罗德岛州巴灵顿举办外展活动，与高中生一起进行众包外壳设计工作，让年轻学生参与研究，将古代生物学与现代机器人技术相联系。

更多信息： Dominic Flores 等，RoboNautilus：一种受头足类启发的用于水下推进的软体机器人虹吸管，npj Robotics (2025)。