在自然界中，水下生物的移动策略大致可以分为种基本的移动模式

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在自然界中，水下生物的移动策略大致可以分为以下四种基本的移动模式。纺锤形鱼和比目鱼使用胸鳍或尾鳍游泳，如鲈鱼。杆状鱼类，如海蛇，通过扭转他们纤细的身体向前移动。水生浮游生物，如水母，通过收缩它们不对称的身体形状游泳。特别是水下微生物通过鞭毛移动。经过数十亿年的进化，这些水生动物的移动在机动性、传感和控制策略方面都优于人造机械系统。因此，仿生技术被认为是一种可用于水下微型机器人设计的有效设计方法。

小型水下机器人根据其主要材料可分为软型和硬型。它们都可以被安排在预定义的环境中执行特定的任务，如辅助治疗、微组装、外科手术和细胞操作。然而，与硬机器人相比，软机器人在形状变形方面更有优势。因此，在非结构化环境中，软构件能够顺应障碍物，灵活移动。此外，与刚性机器人相比，软机器人的制造更简单、更经济。

【在自然界中，水下生物的移动策略大致可以分为种基本的移动模式】尽管研究人员已经提出了具有多种功能和多种运动模式的大型软微型机器人，由于软小型机器人的特殊结构，在驱动和控制软小型机器人方面仍存在许多挑战。传统的驱动策略已不再适用于小型软机器人，这促使研究人员探索其他合适的材料，如刺激响应材料。基于这一局限性，目前小型软机器人的驱动方法包括磁场、光和电场等。同时，生物灵感和新兴技术的采用使微型软机器人的能源利用效率得到了极大的优化。

受鱼启发的小型软性游泳者是一种水下机器人，不仅模仿真实的鱼的身体形态，而且它的推进机制。科学家重点研究受鱼启发的小型软性泳者的驱动机制，强调驱动材料和相应的动力源对机器人游动速度的关键作用。并在本章的最后对鱼形小型软机器人的潜在应用进行了展望。形状记忆合金和介电弹性体，作为常见的电响应人工肌肉，已被许多研究人员视为鱼形机器人驱动器的优秀候选材料。

SMAs出色的变形性能归因于材料的奥氏体和马氏体之间的相变响应温度变化，这使其具有类似于生物肌肉的可逆变形。具有双向可逆变形的SMA在额定交流电流的刺激下产生摇摆运动模式，这与依赖身体和尾鳍(BCF)游泳的真鱼的运动相呼应。受基于尾鳍运动的鱼类游泳姿势的启发， SMA被用作小型机器鱼的身体和尾鳍。 SMA放置在身体和尾鳍之间；SMA的变形驱动尾鳍排水和游泳。但是，这种游泳方式的效率远低于起伏游泳方式。

为了克服这一缺陷，一些研究人员在身体和尾鳍上按照与真鱼骨骼相同的顺序排列了样条形SMA ，作为机器人的致动器。但如果每个SMA不单独控制，多SMA设计的优势就不复存在了。团队成员将完整的机电系统集成到机器鱼中，试图精确控制机器人身体任意位置的SMA的曲率，使机器鱼具有尾鳍运动。但这无疑牺牲了机器人在重量和运动性能上的优势。另一方面，对于依靠中间和成对鳍(MPF)运动的鱼来说， SMA致动器并非无效。

过去常见的是用柔性薄膜覆盖SMA ，形成波浪状运动，就像真鱼两侧的胸鳍一样。此外，合理设计薄膜上主动变形和被动变形区域的比例，可以优化机器人的游泳能力。 Kim等人报道的基于SMA和智能乳胶薄膜的类射线机器人。当介质弹性体驱动器(DEA)响应高压刺激时，内部会发生电荷分离现象。这一现象产生的静压使驱动器呈现平面扩张和变形。驱动器的弯曲方向取决于其固定方式。

在自然界中，水下生物的移动策略大致可以分为种基本的移动模式

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