一款由美國北卡羅來納州立大學團隊研製的「機械智能」軟體機器人於 10 月 13 日問世。該機器人不裝微電腦、不依賴即時算法，只利用兩根氣管控制充放氣，便可切換水母、魚、轉子三種遊動模式，完成升降、懸停、轉向等動作。其控制邏輯完全由材料與結構本身承擔，等於將「大腦」融入了結構之中。相關成果已發表於最新一期《科學進展》。
這項研究的核心並非仿生外形，而是一種名為「機械智能」的設計理念：將傳統上由傳感器、晶片和算法完成的工作，交由機器人的材料和幾何結構去實現。換句話說，身體本身就是處理器。這一理念的提出，源於對傳統軟體水下機器人架構瓶頸的突破。過去十多年，軟體水下機器人演進出各種各樣的形態，但它們大多隻能同時實現一種運動模式，活動範圍也侷限於二維平面：可以前進後退、上下升降，但無法轉向。
要實現水下三維機動，就需要為三個方向各配備獨立的驅動系統。
機械智能設計理念推動水下機器人技術進步
2018 年，麻省理工學院計算機科學與人工智能實驗室（MIT CSAIL）推出的軟體水下機器魚 SoFi，藉助六個獨立驅動輸入，分別負責尾鰭擺動、浮力調節和俯仰翼控制，結合液壓泵、機載鋰電池和聲學遙控模塊，才能實現三維自主遊泳。
機器人主體為一個中央八邊形框架，四條柔性三角形臂與框架相連，框架內裝有超軟硅膠扁平氣囊，形成雙通道氣動執行器。樣機長 55 毫米，重 14.5 克。團隊將每條臂設計成「單穩態」結構，類似彈簧門：充氣時臂快速下拍，越過臨界點後彈性能量釋放；放氣後結構自動彈回，臂的翻轉約在 26 毫秒內完成。
具體而言，兩通道同時充放氣，四臂同步撲動，產生垂直脈衝，機器人在水母模式下完成上升、下降和懸停；只給一側充氣，對側臂大幅拍打、鄰側輔助擺動，機器人像魚一樣定向遊動；兩通道以 180 度相位差交替充氣，相鄰臂輪流拍打，機器人原地螺旋上升，進入轉子模式。三種模式可連續切換，機器人能沿設定軌跡完成上升、懸停、轉向、下降等組合動作。
性能數據方面，水母模式最大上升速度達每秒 1.64 個體長，最低運輸成本為 17.6；轉子模式峯值旋轉速度約每秒 90 度。三種模式之間可連續平滑切換，機器人能沿Π形軌跡連續完成上升-懸停-轉向-下降的組合動作，也能通過轉子模式的旋轉重定向後，銜接魚模式的直線遊動實現真正的三維機動。
目前這款機器人仍需要人工設定充放氣頻率和相位，自身不具備即時感知和決策能力。模式切換時，前一階段旋轉留下的角動量會影響定向遊動，結構一旦成型，任務適應性也有限。
