研發(fā)小型深?？勺冃螜C(jī)器人

■科技新進(jìn)展

本報(bào)訊（通訊員 馮浩 記者 梁丹）在地球最深處——馬里亞納海溝的萬米深淵，壓強(qiáng)相當(dāng)于一個(gè)指甲蓋上站了一頭一噸重的犀牛，溫度接近冰點(diǎn)。此前，能到達(dá)這里的深海機(jī)器人，多為重量達(dá)數(shù)噸的剛性體大型潛航器，對(duì)于身長(zhǎng)1米以內(nèi)的小型機(jī)器人而言，這里的極端環(huán)境會(huì)使它們“肌肉僵化”、舉步維艱，曾一度是“禁區(qū)”。

如今，一臺(tái)身長(zhǎng)不到50厘米、體重僅1500克的“小精靈”翩然而至，在深海高靜水壓下安然無事。它時(shí)而擺動(dòng)尾鰭如游魚穿梭，時(shí)而展開背鰭如海燕滑翔，甚至能將尾鰭變化成腿，在海底漫步。

這一能在萬米深海實(shí)現(xiàn)多模態(tài)運(yùn)動(dòng)的小型深海可變形機(jī)器人，由北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中科院深海所、浙江大學(xué)，歷經(jīng)6年共同研發(fā)而來，研究成果日前發(fā)表在國際學(xué)術(shù)頂刊《科學(xué)·機(jī)器人》上。

研究團(tuán)隊(duì)從蝙蝠魚的運(yùn)動(dòng)模式中汲取靈感，設(shè)計(jì)出了這一能夠游動(dòng)、滑翔、爬行的多模態(tài)機(jī)器人：在游動(dòng)模式下，機(jī)器人通過尾鰭的擺動(dòng)產(chǎn)生推力，如魚得水般穿梭，最高速度可達(dá)每秒5.5厘米；在滑翔模式下，展開的背鰭利用水的升力實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離滑行，宛如深海中的海燕，輕盈而優(yōu)雅；在爬行模式下，機(jī)器人利用各向異性足部設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)每秒3厘米的沙地行走，穩(wěn)健而靈活。這種多模態(tài)運(yùn)動(dòng)能力，使機(jī)器人能夠在復(fù)雜的深海環(huán)境中靈活應(yīng)對(duì)，成為深海探索的多面手。

為了驗(yàn)證機(jī)器人性能，研究團(tuán)隊(duì)在多個(gè)深海地點(diǎn)進(jìn)行了實(shí)地測(cè)試。在幾年的測(cè)試時(shí)間中，機(jī)器人搭載“深海勇士號(hào)”和“奮斗者”號(hào)載人深潛器完成了多地形、全海深14次部署測(cè)試。未來，團(tuán)隊(duì)將致力提升深海小型機(jī)器人的續(xù)航能力和運(yùn)動(dòng)效率，實(shí)現(xiàn)更大范圍的深海探測(cè)和監(jiān)測(cè)，為海洋資源開發(fā)、考古發(fā)掘、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域提供支撐。

《中國教育報(bào)》2025年04月10日 第03版