西北工业大学“翱翔”V型蝠鲼柔体潜水器：以仿生智慧解锁深海探测新场景！

“我们将蝠鲼的游动方式转化为工程技术，就是为了让深海探测更高效、更安静、更贴合海洋环境。”西北工业大学航海学院、宁波研究院曹勇表示。该校自主研制的“翱翔”V型仿生蝠鲼柔体潜水器，历经多轮水池试验、湖试与海试的严苛检验，在滑扑一体推进、低扰动近底作业、智能目标识别等核心领域实现关键突破，为我国水下无人潜水器技术迭代升级提供了全新解决方案。

潘光院长（左6）与蝠鲼潜水器小样机合影

滑扑一体仿生设计 打造新型水下作业平台

长期以来，航程与机动性难以兼顾、近底作业扰动大，是水下无人潜水器面临的共性技术难题。传统螺旋桨推进潜水器噪声较高、水流扰动较强，作业时易卷起泥沙导致难以清晰成像，还会对海洋生物造成惊扰，难以满足近底精细探测与生态友好型监测需求。

“翱翔”V型仿生蝠鲼柔体潜水器

西工大团队以蝠鲼为生物原型，创新突破滑扑一体动力融合技术，将仿蝠鲼波动扑翼推进与水下滑翔机变浮力技术有机结合，成功破解了传统设备“航程远则机动性差、机动性强则续航短”的行业技术难题。在滑翔模式下，潜水器依靠变浮力系统完成“下潜—上浮”周期性运动，以超低功耗运行，可实现上千公里级广域海域探查；在扑动模式下，胸鳍以低频率平稳摆动，可完成原地转弯、快速俯仰、精准悬停等高机动动作，两种模式可平稳切换，兼顾长续航与灵活作业。

该潜水器采用外形、结构材料、智能控制、声学特性多维度全仿生设计，整机无高速旋转部件，航行噪声低、水体扰动小，近底作业不扬泥沙，具备极佳的生物亲和性。依托扁平机身结构，该设备拥有传统回转体潜水器无法比拟的坐底自稳定能力，可在海底长期值守、休眠唤醒，适应复杂海底环境，还能搭载不同载荷，实现“探测+作业”一体化功能。

为提升复杂海底环境目标识别准确率，该潜水器采用分层识别技术，精准区分礁石、沉船等干扰物，可承受200个大气压，满足2000米级深海作业要求，航程、续航、耐压等关键指标均达到工程应用标准。

“此次成果填补了我国广域探测与精细作业一体化水下仿生潜水器的技术空白，推动水下无人自主技术从单一功能向多功能一体化升级，相关技术达到国际先进水平，契合国家‘十五五’规划关于培育海洋新质生产力的发展要求。”西北工业大学航海学院院长潘光说。

从观测到试验 青年学子全程接力攻关

一款成熟的仿生潜水器，源于长期细致的生物观测与反复迭代的工程试验。为精准掌握蝠鲼的运动规律与生物特性，团队在研发初期便扎根一线观测，成员利用周末时间全天蹲守海洋馆，拍摄数万段蝠鲼运动视频，逐帧分析摆幅、频率、运动姿态等核心参数。为进一步完善数据体系，团队在实验室搭建专用观测设施，饲养与蝠鲼特性相近的牛鼻鲼，实现多视角全天候监测；同时联合宁波大学开展三维扫描、CT成像与解剖分析，深入研究肌肉、骨骼、侧线系统分布，建立起系统完整的仿生数据库，为技术转化提供坚实依据。

西工大水下航行器团队开展湖上试验

研发过程中，滑扑一体协同控制、多维度仿生工程化转化、深海环境适应性等是重点攻关内容。团队打破学科壁垒，组建跨学科研发队伍，联合数十家合作单位，在材料、密封、传感、控制等细分领域协同突破。团队始终坚持“实验室研发+湖试+海试”的迭代模式，累计开展上百次试验验证，在真实环境中不断优化性能。2019年国庆期间，团队在开展湖试时，外协浮力系统突发故障，成员通宵排查抢修，整个假期坚守试验现场；2020年三亚海试遭遇五六米大风浪，成员克服严重晕船不适，转战西沙北礁继续完成试验任务，用坚守与实干推动技术不断成熟。

团队中，航海学院博士研究生邢城从本科阶段便投身水下航行器研究，本硕博全程深耕仿蝠鲼技术方向，是青年科研人员成长的鲜活缩影。西北工业大学航海学院作为我国水下无人装备领域重要的科研与人才培养基地，拥有完整的学科体系、一流的实验条件和深厚的科研传承，为青年学子成长提供了坚实平台。依托学院完善的科研培养体系与团队传承机制，邢城从基础实验、设备调试做起，逐步成长为能够独立承担动力学仿真与参数优化的核心骨干。

本科期间，他加入海洋航行器基地，参与自主水下航行器研发，通过国际水下机器人大赛积累工程实践经验；硕士阶段聚焦扑翼推进结构设计，攻克蝠鲼胸鳍摆、旋、波、扭等基础运动形态的工程化实现问题，验证推进结构可行性；博士阶段主攻仿生动力学仿真与流场分析，将蝠鲼运动形态转化为数学模型，通过仿真优化推进效率、推力与航行稳定性，为样机研制提供重要理论支撑。

邢城（左1）参加水下航行器大赛

“早期样机调试压力大，经常要工作到深夜。”邢城回忆道，团队依靠分工协作、仿真优化与经验传承，逐一解决问题，把生物灵感一步步转化为可在深海作业的工程设备。学院长期坚持理论与实践结合、跨学科融合的培养模式，鼓励学生深度参与重大科研项目与实地试验，让青年科研人员在实践中历练成长，也为团队持续创新提供了稳定的人才支撑。邢城的科研成长历程，也让团队更加重视设备环境适应性，建立起覆盖多场景、多参数的测试体系，为复杂海况下稳定作业打下坚实基础。

聚力技术升级 后续将迈向智能集群与产业化

依托现有技术成果，团队正稳步推进后续研发与应用落地，紧扣海洋潜水器智能化、集群化、实用化发展趋势，重点围绕能源补给、自主作业、集群协同、传感技术四大方向开展升级优化。在能源补给方面，团队将研发水下无线充电、水下能源基站、浮面太阳能充电等技术，结合海上风电、海洋牧场能源设施构建水下续航保障网络，进一步提升设备持续作业能力；在自主作业方面，计划研制吨级工程样机，拓展海底钻探、样本抓取、设备维护等实操功能，强化自主作业能力。

“翱翔”V型仿生蝠鲼柔体潜水器

在集群协同方面，团队将开展大范围集群广域探测与小范围集群精细作业的高效协同，突破水下通信距离短、带宽有限等瓶颈。在传感技术方面，团队将联合行业合作单位，研发耐高压、抗腐蚀、高灵敏度的水下专用触觉、流场、声光传感器，进一步提升设备环境感知精度与作业可靠性。

曹勇表示，团队将持续推动人工智能、大数据、具身智能与仿生设备深度融合，下一步将重点研发水下自主驾驶专用AI模型与低通量通信下的智能集群算法，不断提升设备自主作业与大规模协同能力。

在应用场景拓展方面，该潜水器凭借低扰动、长续航、高适配的技术优势，可广泛服务于海洋生态监测、深海资源勘探、海洋牧场管理、水下考古、海洋科教等多个领域。在生态监测中，可长期静默观测珊瑚礁、海底热液等生态系统，为生物多样性保护提供数据支撑；在海洋牧场运维中，可实现鱼病早期预警、精准投喂、漏网监测等功能，助力“蓝色粮仓”建设；在水下考古、海洋科教等场景中，可作为安全高效的探测与展示平台，拓展海洋产业发展新空间。

从生物灵感到技术突破，从实验室样机到海上实用潜水器，西工大“深海幽灵”团队以持续攻关推动水下仿生设备技术稳步提升。“翱翔”V型仿生蝠鲼柔体潜水器的研制成功，进一步夯实我国该领域技术优势，相关技术达到国际先进水平，为全球海洋探测开发提供高效环保的中国方案。随着技术成熟与场景拓展，这款潜水器将在深海探索、生态保护、海洋经济等领域发挥重要作用，以科技创新助力我国水下无人潜水器产业高质量发展。

• 信息来源:中国日报陕西记者站 实习生马沂林、侯青和亦有贡献。

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