一种新型的机器人水母能够执行3D喷射推进和机动

　　作为灵感的源泉，鱼类、鲸目动物和水母等水生生物可以激发创新设计，以改善人造系统在水生环境中运作和与水生环境互动的方式。自然界中的水母通过径向扩张和收缩它们的钟形身体来推动它们自己穿过周围的环境，从而将水推到它们后面，这就是所谓的喷射推进。
　　与普遍认为果冻鱼被描述为低效游泳者的观点相反，果冻鱼被证明是最有活力的游泳者之一。也就是说，已经表明，如果需要低能量的推进，类似水母的游泳将具有显著的推进优势。因此，水母的运动在过去十年中在生物激发的水下航行器的背景下引起了极大的兴趣。
　　最近，中国科学院自动化研究所的研究人员在北京成功地开发了一种新型的机器人水母，能够基于强化学习的方法进行三维水母式推进和机动。
　　结合机电一体化设计、材料、电子和控制方法的最新进展，研究人员正在综合努力开发智能执行器，以制造各种机器人果冻鱼。一般来说，这种机器人果冻鱼通常是拴在一起的，速度要慢得多，与传统的电动机驱动的那种相比。大多数现有的机器人果冻鱼不能自由调整他们的三轴姿态，这对自由游动推进和合理的应用有不利的影响。
　　为了解决这一问题，由中国科学院自动化研究所的余俊志教授领导的研究小组研究了一种生物激发的运动驱动的类似水母的机器人系统是如何设计和控制的。
　　所设计的机器人水母是以奥雷利亚奥里塔（俗称月亮水母）为模型的，它具有相对较大的位移，特别适合于大负荷容量的使用。高约138mm，重约8。2kg。。如图1所示，机器人水母的形状是半球形的，由钟形刚性头、圆柱形主腔、四个独立的六杆连杆机构和柔软的橡胶皮组成。为了提高机器人水母的操纵性，介绍了一种在腔内组装的重心调节机构。通过在垂直或水平方向上或在两者的组合中调整两个丛重，实现姿态调节。。
　　俞俊志教授说：很难建立一个精确的水母式游泳运动动力学模型，因为它是一个高度非线性、强耦合和时变的系统。同时，动态水生环境中的参数不确定性和外部扰动通过求解逆运动学问题，给控制律的推导带来了困难。因此，提出了一种基于强化学习的机器人水母姿态控制方法，它可以通过与环境的直接交互来解决最优决策控制问题，特别是不需要动态建模。
　　最后，提出了基于强化学习的态度控制方法，使自主态度调节成为可能。他指出：ldquo；与大多数其他机器人水母相比，这种内置的机器人具有高度的结构灵活性和偏航操纵性。rdquo；他还强调，这种具有三维运动的自行式机器人水母对生物启发设计的喷气推进系统具有很大的灵活性。