小型機(jī)器人漫步萬米深海

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。如今，一臺身長不到50厘米、體重僅1500克的“小精靈”來到這一曾經(jīng)的小型機(jī)器人“禁區(qū)”，為深海探索帶來更多可能性。這一能在萬米深海實(shí)現(xiàn)多模態(tài)運(yùn)動的小型深海可變形機(jī)器人由北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動化學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所、浙江大學(xué)歷時(shí)6年共同研發(fā)。

研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)全新深海驅(qū)動裝置，利用雙穩(wěn)態(tài)手性超材料結(jié)構(gòu)突跳實(shí)現(xiàn)高效驅(qū)動，將深海高壓對軟材料的負(fù)面影響轉(zhuǎn)化為提升驅(qū)動性能的助力。面對2℃-4℃的低溫環(huán)境，團(tuán)隊(duì)采用形狀記憶合金進(jìn)行拮抗驅(qū)動，通過周期性電流加熱，使其交替收縮以驅(qū)動超材料單元切換。經(jīng)有限元仿真、測試等優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)靜水壓力對驅(qū)動性能的正向強(qiáng)化，顯著提升擺動速度與幅值。

目前，該團(tuán)隊(duì)正朝著“深海柔性機(jī)器人+AI”的研究方向努力，并將致力于聚焦提升深海小型機(jī)器人的續(xù)航能力和運(yùn)動效率，實(shí)現(xiàn)更大范圍的深海探測和監(jiān)測，為海洋資源開發(fā)、考古發(fā)掘、環(huán)境監(jiān)測等提供新方案。

（摘編自《科技日報(bào)》2025年3月21日）

◆素材解讀

當(dāng)1500克的“小精靈”在萬米深淵中自如游弋時(shí)，其創(chuàng)新的雙穩(wěn)態(tài)驅(qū)動技術(shù)完美詮釋了“化壓力為動力”的科研智慧。這項(xiàng)歷時(shí)6年的聯(lián)合攻關(guān)成果，標(biāo)志著我國在深海裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的關(guān)鍵跨越；也預(yù)示著深海開發(fā)將進(jìn)入智能化、精準(zhǔn)化的新階段。這不僅是我國科技實(shí)力的彰顯，更是人類探索精神的生動寫照。