機(jī)器人材料的研究人員旨在人為地控制動物的運動，以解決軟機(jī)器人中驅(qū)動，控制和功率要求方面的現(xiàn)有挑戰(zhàn)。在《科學(xué)進(jìn)展》的新報告中斯坦福大學(xué)生物工程學(xué)，土木與環(huán)境工程學(xué)和機(jī)械工程學(xué)系的Nicole W. Xu和John O.Dabiri展示了一種生物混合機(jī)器人，該機(jī)器人利用微電子技術(shù)誘使活水母游泳。他們測量了在最佳頻率范圍內(nèi)以比自然行為更快的速度驅(qū)動身體收縮來顯著增強(qiáng)推進(jìn)力的能力。這種動作將游泳速度提高了近三倍，盡管動物的代謝消耗僅增加了兩倍，而輸入微電子設(shè)備的外部功率只有10毫瓦。這種生物混合型機(jī)器人每質(zhì)量所消耗的外部功率比以前報道的水生機(jī)器人少10至1000倍。與原始性能相比，該功能可以改善生物混合機(jī)器人的性能范圍，

水母由于具有較低的運輸成本(COT)而成為形成節(jié)能型水下航行器的引人注目的模型生物?，F(xiàn)有的完全由工程材料制成的游泳動物仿生機(jī)器人可以實現(xiàn)與天然動物相當(dāng)?shù)乃俣?，但是效率要比水母低幾個數(shù)量級。因此，生物混合水母機(jī)器人可以整合活體動物，以應(yīng)對軟機(jī)器人技術(shù)的現(xiàn)有挑戰(zhàn)。研究人員可以利用水母結(jié)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動，并通過探索自然進(jìn)食行為來解決動力需求，從而從原地從獵物中提取化學(xué)能。該方法還可通過動物固有的自然傷口愈合過程從損傷中恢復(fù)，控制動物的活動并允許在用戶控制的實驗中進(jìn)一步研究活生物體的生物力學(xué)。在這項研究中，Xu和Dabiri使用微電子系統(tǒng)從外部控制活水母，并形成了生物混合機(jī)器人，以推動水上運動的科學(xué)與工程。

為了激活水母作為天然支架，研究小組利用了動物自身的基礎(chǔ)代謝來減少額外的能量需求，并利用其肌肉進(jìn)行致動，同時依靠自我修復(fù)和組織再生特性來提高損傷耐受性。該小組假設(shè)，增加水母的鐘形收縮頻率可以將游泳速度提高到極限。因此，他們通過測量游泳速度和氧氣攝入量來外部計算自由游泳動物的脈沖頻率，以計算運輸成本(COT)并測試其工作假設(shè)。以前，此類檢查只能通過計算或理論模型進(jìn)行。