Miękki robot pływa jak ryba i ma sztuczny pęcherz pławny. Nowy rekord prędkości

Inżynierowie z Chińskiej Akademii Nauk zbudowali miękkiego robota-rybę, który pływa jak prawdziwa ryba: wygina ciało, zawraca, nurkuje i wznosi się po spirali. Ma nawet sztuczny pęcherz pławny. Osiąga 2,13 długości ciała na sekundę, czyli ok. 26 cm/s. Według autorów to nowy rekord prędkości wśród miękkich robotycznych ryb. Pracę opisano w czasopiśmie IEEE/ASME Transactions on Mechatronics.

Dlaczego roboty mają pływać jak ryby?

Większość podwodnych robotów to sztywne konstrukcje ze śrubami napędowymi. Są wydajne, ale głośne, płoszą zwierzęta i słabo radzą sobie w ciasnych miejscach, np. między skałami czy wśród raf. Ryby rozwiązały problem pływania miliony lat temu: wyginają ciało i ogon, wytwarzając falę, która odpycha wodę. Ruch jest cichy, płynny i niezwykle zwrotny.

Dlatego od lat powstają miękkie roboty biomimetyczne – maszyny zrobione z elastycznych materiałów, naśladujące budowę i ruchy zwierząt. Do tej pory miały jednak poważną wadę: gdy były zwrotne, to pływały wolno, a gdy szybkie – traciły zwrotność.

Mięśnie z elektryczności i oleju

Zespół z Instytutu Automatyki w Shenyang – autorami publikacji są m.in. Yiwei Zhang, Chuang Zhang, Hengshen Qin i Lianchao Yang – wzorował się na tym, jak u ryb współpracują mięśnie i szkielet. Ciało robota porusza siłownik elektrohydrauliczny, częściowo sztywny, a częściowo elastyczny.

Ogólna zasada działania siłowników elektrohydraulicznych jest sprytna. Napięcie elektryczne przyciąga do siebie elastyczne elektrody, które przepychają płyn wewnątrz miękkiej komory. Płyn rozpycha inną część komory, która się wygina – trochę jak mięsień, który się kurczy. Szybkie przełączanie napięcia daje rytmiczne ruchy przypominające falowanie ciała ryby.

Sztuczny pęcherz pławny

Prawdziwe ryby kostnoszkieletowe regulują głębokość dzięki pęcherzowi pławnemu – narządowi wypełnionemu gazem, którego objętość mogą zmieniać. Więcej gazu oznacza mniejszą gęstość ciała i wypływanie, mniej gazu – opadanie. (Przypomnienie, jak to działa, znajdziesz w notatce Podstawowe informacje maturalne o rybach).

Chiński robot ma syntetyczny odpowiednik tego narządu. Wykorzystuje substancję, która zmienia stan skupienia z ciekłego w gazowy i z powrotem. Gdy zamienia się w gaz, zwiększa objętość i robot się wynurza. Gdy skrapla się w ciecz, robot opada. Dzięki temu maszyna potrafi nie tylko płynąć poziomo i zawracać, ale też nurkować, wynurzać się i pokonywać trasę w kształcie litery S czy spirali.

Rekord prędkości – w skali robota

Maksymalna prędkość to 2,13 długości ciała na sekundę, czyli ok. 26 cm/s. Dla porównania: wiele żywych ryb na co dzień pływa z prędkością 1–2 długości ciała na sekundę, a w krótkich zrywach znacznie szybciej. Robot nie dogoni więc pstrąga, ale wśród miękkich robotów pływających dzięki ruchom ciała i ogona to – według autorów – „nowy rekord prędkości”.

Do czego może się przydać?

Autorzy przekonują, że takie roboty mają „ogromny potencjał jako przyrządy do monitorowania stanu środowiska”. Cicha, miękka maszyna mogłaby badać rafy koralowe, przepływać między skałami, mierzyć jakość wody czy obserwować zwierzęta, nie płosząc ich. Wśród możliwych zastosowań wymieniono też poszukiwanie cennych surowców w morzach.

Do praktycznych zastosowań jeszcze daleko. W omówieniu badania nie podano, jak długo robot może pływać na jednym zasilaniu, w jakich dokładnie warunkach go testowano ani jak radzi sobie z prądami morskimi. Siłowniki elektrohydrauliczne zwykle wymagają wysokiego napięcia, co pod wodą stanowi dodatkowe wyzwanie konstrukcyjne. To raczej ważny krok w badaniach niż gotowe urządzenie.

Robotyka coraz śmielej czerpie z biologii. Kilka dni temu pisaliśmy o czujniku z Politechniki Wrocławskiej, który działa jak synapsa.

Źródła i daty

• Zhang Y., Zhang C., Qin H., Yang L. i wsp., „Electrohydraulic Actuated High-Speed Biomimetic Soft Robotic Fish With Flexible 3D Maneuverability”, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics (2026) – publikacja oryginalna, DOI 10.1109/TMECH.2026.3732033.
• PAP – Nauka w Polsce, „Powstał robot przypominający żywą rybę” – 19.10.2026 – źródło danych o prędkości i cytatów.

Zdjęcie wyróżniające: robotyczna ryba na wystawie (inny model niż opisany w tekście). Fot. Kuba Bożanowski, licencja CC BY 2.0, Wikimedia Commons; kadrowanie Biomist.