客观日本

日本东北大学通过电刺激方法自由控制水母游动方向,有望应用于海洋调查机器人

2025年07月04日 生物医药

日本东北大学大胁大副教授的研究团队成功开发出了通过电刺激水母肌体诱导其游动方向的技术,同时还开发出可预测游动速度的人工智能(AI)系统。如果能将水母与机械结合,将有望推动用于海洋调查及灾害救援等赛博格(Cyborg,生化人)和机器人技术的开发。

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图1 研究团队通过电刺激海月水母的肌体开发出了使其按预期方向游动的技术(供图:东北大学大胁大副教授)

水母具有顺应海流并通过全身形变实现在水中游动的特性。水母可抑制能量消耗、高效游泳的模式一直为学界所关注,模仿水母的水中机器人开发等研究也世界范围内推进。

东北大学的研究团队在日本近海栖息的海月水母体表安装特殊装置,通过向伞部肌肉施加模仿负责运动的神经信号的电刺激,成功使其按人类预期方向游动。

研究团队采用影视游戏制作中使用的“动作捕捉”技术,开发出能预测水母游泳速度的AI。该系统通过摄像头捕捉水母身体上安装的传感器,收集身体动作和速度信息等数据并让AI学习。AI能根据身体动作预测1~2秒后的移动速度。

未来计划利用本次开发的AI技术,推动开发精确控制水母游泳方式的技术。研究团队计划增加电刺激部位、开发安装在身体上的小型传感器等目标是在3~5年后应用于水质调查等海洋调查的实用化。

该研究由加茂水族馆(山形县鹤冈市)及东京大学合作完成,相关成果论文已发表在英国科学期刊《Nature Communications》上。近年来,生物与机械融合的赛博格研究愈发活跃,有望在人类难以进入的灾害现场进行搜索以及基础设施监测等领域得到应用。

原文:《日本经济新闻》、2025/6/10
翻译:JST客观日本编辑部

【论文信息】
期刊:Nature Communications
论文:Harnessing Natural Embodied Intelligence for Spontaneous Jellyfish Cyborgs
DOI:10.1038/s41467-025-59889-7