每秒2体长，转弯半径不到一个身位 这不是科幻设定，而是一台用牛蛙离体骨骼肌驱动的机器蝠鲼刚刚跑出的实测数据。中国科学院沈阳自动化研究所机器人学研究室团队从蝠鲼游动机制里找到灵感，把牛蛙股薄肌直接做成生物执行器，造出一台无线近红外光控的“类生命蝠鲼机器人”。相关成果已经刊发在《Advanced Functional Materials》上。 和领域内主流的细胞工程骨骼肌组织不同，这次团队选的是牛蛙天然离体骨骼肌。它的肌纤维排布天然有序，收缩力学性能优于细胞再造肌肉。在1Hz、5V、每脉冲10毫秒的电刺激条件下，这块离体肌肉能稳定输出约6.5牛顿收缩力，收缩幅度约25%；极限条件下峰值收缩力达到9.4牛顿。 一块肌肉能撑多久 体外培养测试给出了更具体的寿命数据：离体骨骼肌可以维持电响应收缩性能长达11天，稳定驱动机器人运行约7天。这意味着它不是一个只能演示几秒的概念样品，而是能在水下持续工作一段时间的原型机。 无线驱动方案也绕开了传统线缆的束缚。团队构建了“近红外激光—光电转换—神经电刺激”一体化架构，在机器人背部集成微型砷化镓光伏模块。通过分时、分区激光辐照左右光伏单元，可以独立控制双侧肌肉收缩时序，实现直行、左右转向、环形巡游、掉头等多自由度运动。整个过程无需外接线缆，也无需对生物组织做基因修饰。 速度与机动性的双重突破 性能测试结果相当具体：平均直线游动速度达到每秒0.54体长，约合2.7厘米/秒；瞬时峰值游速可达每秒2体长。这个数字创造了由骨骼肌组织驱动的类生命机器人的最高相对行进速度。机动性同样突出——最小转弯半径仅0.8倍体长，最大转向角速度达每秒21度，约17秒就能完成完整环形轨迹。 除了水下巡游，这台机器蝠鲼还支持水面巡游、水下5克负载作业，以及硬质地面的低速曲线移动。研究团队认为，这类小型、鳍推进的机器人适合浅水环境监测和对水生生物的低扰动观测。此外，这套肌肉电刺激参数体系还能为神经损伤后的体外肌肉康复研究和动态组织工程培养系统提供实验参考。 当前限制与下一步方向 团队没有回避现有短板：生物组织寿命有限，外部能量依赖仍然存在。下一步计划集中在三个方向——优化离体肌肉体外培养体系以延长寿命，研发类神经柔性薄膜电极让电信号分布更均匀，以及把光伏系统与机载储能结合，让机器人能够储存光能按需调用。 这项研究由国家自然科学基金和科技部重点研发计划支持。从牛蛙肌肉到水下机器人，这条技术路线把生物组织直接当作驱动核心，绕开了传统电机和人工肌肉的路径。它现在能跑多快、能转多急，数据已经摆出来了；接下来要解决的，是怎么让它活得更久、用得更稳。 特别