在人类为了生存发展需求加大对海洋开发探索力度的大背景下,针对充满未知挑战的非结构化海洋环境,以海月水母为仿生研究对象,采用形状记忆合金(SMA)柔性驱动模块设计制作了一款新颖的仿生水母机器人,该机器人采用射流推进,结构简单、易维护、噪声低、推进效率高,解决了传统水下机器人采用螺旋桨推进容易受到电缆、海带、废弃渔网等缠绕的问题,实现了将自然进化的成果转化为模仿其结构、功能和性能的人工系统。本文围绕仿生水母机器人系统的研究从以下几个方面展开:(1)通过对目前国内外水下机器人和仿生水母机器人研究现状调研分析,阐述了本课题研究背景及意义,对现有与本课题相关的工作进行了总结,分析了水下机器人和仿生水母机器人的发展趋势。(2)为实现仿生水母机器人伞状体的收缩释放动作,基于SMA设计了一款新颖的具有类似于人工肌肉功能的驱动模块,该模块长宽厚分别为100mm、10mm、2.5mm,有效长度为87mm,平均电阻为6欧姆,误差小于0.5欧姆,最大响应频率2.48Hz(驱动电压20V),最大弯曲角度大于170°(驱动电压大于24V)。为降低SMA非线性的影响,建立SMA柔性驱动模块的热动力学Liang氏余弦模型,在MATLAB中实现模型仿真,对比实验结果,分析了SMA柔性驱动模块弯曲响应趋势。(3)通过模仿海月水母的结构,完成仿生水母机器人样机设计制作,该机器人直径为210mm,高度为80mm,根据水母机器人的运动控制要求完成相应控制电路和通讯模块的搭建,并针该仿生对水母机器人的推进力进行了水动力学建模,通过对比实验与仿真结果,验证了模型的有效性。(4)结合IjspeertCPG模型建立适合仿生水母机器人运动控制的CPG六振荡子网络。为解决热积累对SMA柔性驱动模块造成的影响和实现水母机器人在三维空间内以不同的运动模式游动,首次提出了 CPG网络输出信号与自适应加热策略(AR)反馈信号相互调制的控制策略,详细介绍了该控制策略实现原理。(5)针对本文提出的仿生水母机器人样机,进行了一系列的水下实验,重点考察了水母机器人在不同频率下的直线巡游和转弯的性能,验证了本文提出的水母机器人设计方案和控制策略的可行性,并量化了水母机器人的游动表现,其最大直线巡游速度为5.28cm/s,相当于0.66个体长,最小转弯半径为31.95 cm,最后通过水母机器人游动时的流场,分析讨论了水母机器人的游动机理。