潜入深海，探索未知世界......人们希望可以像搭建乐高积木一样，快速、便捷地搭建出不同功能和形态的水下机器人来完成海洋探测的任务。在2024年3月15日上线的国际顶级学术期刊《Nature》子刊《Nature Reviews Electrical Engineering》（自然综述·电气工程）上，我院工程教育创新岗周晶教授合作发表了题为Cubic Marine Robotics的文章，周晶教授合作研发的可以简单重复的水下立方体单元，通过简易地组装与配置，创造出不同类型的水下机器人。

“魔方”水下机器人（Cubic Marine Robotics）由一系列可互换的胶质立方体模块构成（图1a）。每个立方体都是具备不同功能的单元模块，如电源模块、感知模块或运动模块（图1b）。模块内的功能组件通过胶质材料进行固定与封装。不同立方体之间的能量和信息的交互通过电磁耦合实现，例如，电能以及控制信号可以从功率模块传输到运动模块。每个模块的两到四个面设计为拓展的接触面，接触面上设置有磁铁，用以辅助模块之间的连接锁紧。

经过结构、电气、信息连接方式的巧妙设计，“魔方”水下机器人可以轻松实现水下的组装与重构。在水池试验中，我们可以看到：将感知模块放在电源模块的一侧，运动模块放在另一侧，可以组装成一台流线型AUV水下机器人。而将运动模块对称布放在电源模块四周，机器人可以像无人机一样完成垂直起降。

“魔方”水下机器人的设计和开发为水下机器人提供了一种快速原型方法，也为海洋现场维护和模块更换提供了新的解决方案。该机器人可配备各种传感器、摄像头和声纳系统来收集数据和图像，为海洋领域的科学研究、环境保护、救援任务和工业应用开辟了新的可能性。

本文为Nature Reviews Electrical Engineering全新推出的Lab to Fab系列论文，旨在推动实验室原理创新向实际应用转化。我院周晶教授为论文的第一作者和通讯作者，航空航天学院李铁风教授为论文共同通讯作者，电气工程学院何湘宁教授及课题组胡斯登教授为论文的合作者。浙江大学是论文的唯一作者单位。

本研究得到了海洋学院陈鹰教授、电气工程学院马皓教授和刘妹琴教授的支持，得到了国家自然科学基金项目资助。浙江大学工程师学院、浙江大学海南研究院、浙江省协同感知与自主无人系统重点实验室提供了实验条件支撑。浙江欧深泰海洋科技有限公司与上海屹海充新能源科技有限公司提供了技术转化支持。

 原文链接：https://www.nature.com/articles/s44287-024-00030-z

 科研办公室供稿