2025年03月22日
新華社北京3月21日電（記者 趙旭） 深海，被稱為地球生命的“極限實驗室”，令無數(shù)科學家神往。在地球最深處的馬里亞納海溝，壓強最高可達1.1億帕，相當于一噸重的大山壓在人的拇指蓋上。就在這樣的萬米深淵，一臺身長50厘米、重2.7千克的小型機器人，卻如游魚般自在穿梭，甚至能變幻出足肢在海底漫步。
馬里亞納海溝曾是小型機器人的“禁區(qū)”。北京航空航天大學科研團隊聯(lián)合中國科學院深海科學與工程研究所、浙江大學的研究人員，歷經(jīng)數(shù)年攻關研發(fā)出上述機器人，為深海探測開啟更多可能。該成果于3月20日在《科學·機器人學》發(fā)表。
實現(xiàn)深海游動，首先要克服高壓。團隊成員、北航航空科學與工程學院副教授潘飛說，團隊利用硅膠軟材料隨外部壓強增大而變剛硬的特性，設計出新型力學結(jié)構(gòu)，打造出適應深海高壓的柔性驅(qū)動裝置。“我們創(chuàng)新運用了能快速突跳的雙穩(wěn)態(tài)手性超材料結(jié)構(gòu)，它能將外界高壓轉(zhuǎn)化為提升驅(qū)動器擺動速度和幅度的動力，變‘不利’為‘有利’。”
北航機械工程及自動化學院博士生左宗灝說，深海溫度低是另一挑戰(zhàn)。科研團隊在機器人驅(qū)動器的兩端固定了一對形狀記憶合金彈簧，通過周期性電流對彈簧加熱，使其交替收縮，從而實現(xiàn)驅(qū)動器的高頻率快速循環(huán)擺動。
“我們還從蝙蝠魚的運動形式中找到仿生設計靈感，打造出這款既能游也能爬的多模態(tài)機器人，以適應深海復雜環(huán)境。”北航機械工程及自動化學院教授文力說，為驗證機器人的性能，研究團隊搭載“深海勇士”號和“奮斗者”號載人深潛器，完成了在馬里亞納海溝等多個深海地點的實地測試。
北航機械工程及自動化學院教授丁希侖表示，科研團隊將持續(xù)提升深海小型機器人的續(xù)航能力、運動效率，有望實現(xiàn)更大范圍的深海探測，助力海洋資源開發(fā)、考古發(fā)掘、環(huán)境監(jiān)測等。
