游动、滑翔、爬行 我国深海小型机器人“冰山”重压下可自如行动

来源：央视新闻客户端

在地球最深处马里亚纳海沟的万米深渊，压强相当于一个指甲盖上站了一头一吨重的犀牛，温度接近冰点。对于身长1米以内的小型机器人来说，这里的极端环境曾是“禁区”，会使它们举步维艰。

日前，北京航空航天大学联合中科院深海所、浙江大学等单位组成的科研团队发布了深海小型深潜机器人的最新成果，在马里亚纳海沟等深海环境测试均获得了媲美甚至超越实验室常温常压下的运动性能，这一成果已在知名国际学术期刊《科学·机器人》发表。

从深海小型机器人在水深1384米的中国南海海马冷泉进行测试的镜头中可以看到，测试中深海小型机器人游动、滑行、变形和爬行等科目全部顺利完成，在深海中的表现甚至超过了地面实验室。

北航机械工程及自动化学院研究生 左宗灏：海试的表现出乎之前实验室预期，因为它的驱动性能受静水压的升高，也有更好的表现，看到这个我们当时就非常兴奋。

此前，团队已对深海小型机器人进行过多次深海测试，最深到达了马里亚纳海沟10666米深的海底，得益于全新设计的柔性深海驱动装置。即便是上万米的海底，深海小型机器人仍能够像蝠鲼一样游动、滑翔，还能像龙虾一样在海底爬行，可以顺畅地切换各种运动状态，完美适应深海的复杂环境。

北航机械工程及自动化学院教授 文力：在深海下它的运动性能和常温常压陆地上的性能相媲美，甚至有超越。打个比方，在我们实验室的水缸里面，让机器人去做一个动作，在深海下它做出来的运动的动作性能、爬行速度、游动速度几乎是一样的，它在深海的压力就像不存在一样。

技术研发另辟蹊径 6年打造深海科研利器

专家介绍，大型深潜器特别是载人深潜器全球仅有少数国家能够制造，被誉为大国重器，研发制造难度相当大，然而与大型深潜器相比，深海小型机器人的开发难度并没有因为小而降低，在某些方面可能难度更大。

视频中的这台深海小型机器人体长不到50厘米，体重仅1.5公斤，与我国自主研发深潜器“奋斗者”号36吨的体重相比，深海小型机器人的体积和重量实在是微不足道。然而正是因为小，大型深潜器研发过程中所取得的科研成果以及技术和经验，在这台小型机器人上几乎都不用上。

北航机械工程及自动化学院教授 文力：驱动部件，就是要运动的部件尤其困难。深海大型潜航器用的电机都非常地重，原因是它还要加保护，就相当于在它运动的部件上面要加一个厚厚的壳，来抵御外界的深海压力。但是这个问题如果把它做到这么小的机器人上，那怎样把驱动器缩小化、轻量化、小尺度化，这个问题就很难了。

10000米深海压强对于小机器人来说，相当于压了一座小型冰山，这对深海小型机器人的关键部件驱动部件提出了重大考验。既要扛住深海环境巨大的压力，仅有几摄氏度的低温；还要足够轻和小；性能还要够用。没有现成的技术，科研团队只能另辟蹊径。

北航机械工程及自动化学院教授 文力：我们巧妙地利用了一种叫手性双稳态结构，就像我们平常可能玩过的一些玩具，它是从一边的凸起稍稍给力，就会突跳到另外一边，这个原理在深海非常有效。其原因在于深海的压力会把这个软软的、突跳的东西压得更硬。

通过独特设计，使得机器人在深海中能够实现更高的驱动速度和幅度，如同深海中的“风火轮”。研发人员还使用了形状记忆合金以及特殊的结构设计，开发出了适应深海环境的驱动部件。经过长时间调试，性能完全满足需求。

在长达6年的开发过程中，团队成员还解决了深海环境下的运动模式、自动控制、整体结构设计等众多难题，完成了深海小型机器人原型开发。专家介绍，这种深海机器人小型化和低成本的特点，有望使它成为未来深海科考以及深海资源开发的利器。

北航机械工程及自动化学院教授 文力：我们这个机器人50厘米以内、1.5公斤，非常小，成本低。同时一次性可以由潜航器携带多个机器人下去进行相关的科考或者进行作业。

目前，团队正朝着深海柔性机器人+AI的研究方向努力，为深海智能作业提供更广阔的空间。

（总台央视记者 梁铮铮 代钦夫）