
(北京22日综合电)在地球最深处的马里亚纳海沟,水压最高可达1.1亿帕,相当于1吨重的大山压在人的指甲上。就在这样的万米深渊,一台身长50公分、重2.7公斤的小型机器人,却如游鱼般自在穿梭,甚至能变幻出足肢在海底漫步,这是中国团队研发出来的深海机器人。
新华社报道,深海被称为地球生命的“极限实验室”,令无数科学家神往。马里亚纳海沟曾是小型机器人的“禁区”。北京航空航天大学科研团队联合中国科学院深海科学与工程研究所、浙江大学的研究人员,历经数年攻关研发出深海机器人,为深海探测开启更多可能。
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实现深海游动,首先要克服高压。团队成员、北航航空科学与工程学院副教授潘飞说,团队利用矽胶软材料随外部压强增大而变刚硬的特性,设计出新型力学结构,打造出适应深海高压的柔性驱动装置,创新运用能快速突跳的双稳态手性超材料结构,它能将外界高压转化为提升驱动器摆动速度和幅度的动力,将“不利变为有利”。
北航机械工程及自动化学院博士生左宗灏说,深海温度低是另一挑战。科研团队在机器人驱动器的两端固定了一对形状记忆合金弹簧,通过周期性电流对弹簧加热,让交替收缩,从而实现驱动器的高频率快速循环摆动。
从蝙蝠鱼运动形式中找到设计灵感
“我们还从蝙蝠鱼的运动形式中找到倣生设计灵感,打造出这款既能游也能爬的多模态机器人,以适应深海复杂环境”,北航机械工程及自动化学院教授文力说,为验证机器人的性能,研究团队搭载“深海勇士”号和“奋斗者”号载人深潜器,完成了在马里亚纳海沟等多个深海地点的实地测试。
北航机械工程及自动化学院教授丁希仑表示,科研团队将持续提升深海小型机器人的续航能力、运动效率,有望实现更大范围的深海探测,助力海洋资源开发、考古发掘、环境监测。




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