近日，一項(xiàng)深海探索技術(shù)的突破性成果在國(guó)際學(xué)術(shù)界引起了廣泛關(guān)注。由北京航空航天大學(xué)、中科院深海所與浙江大學(xué)攜手合作，經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)六年的深入研究，一款深海小型多模態(tài)機(jī)器人成功問世，并在《科學(xué)?機(jī)器人》這一頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表。

在游動(dòng)模式下，機(jī)器人通過尾鰭的擺動(dòng)產(chǎn)生推力，最高游動(dòng)速度可達(dá)每秒5.5厘米。而在滑翔模式下，展開的背鰭則利用水的升力，使機(jī)器人能夠長(zhǎng)距離滑行。在爬行模式下，其各向異性足部設(shè)計(jì)讓機(jī)器人在沙地上行走成為可能，速度可達(dá)每秒3厘米。

面對(duì)深海高壓環(huán)境下柔性驅(qū)動(dòng)器性能衰減的挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種全新的深海驅(qū)動(dòng)裝置。該裝置利用雙穩(wěn)態(tài)手性超材料結(jié)構(gòu)在兩個(gè)穩(wěn)態(tài)之間切換時(shí)的快速突跳，實(shí)現(xiàn)了高效驅(qū)動(dòng)。這種突跳的速度和幅度隨著結(jié)構(gòu)材料模量的增加而增加，從而將深海高壓對(duì)軟材料的負(fù)面影響轉(zhuǎn)化為正面影響。

針對(duì)深海低溫環(huán)境，研究團(tuán)隊(duì)采用了形狀記憶合金進(jìn)行拮抗驅(qū)動(dòng)。通過周期性電流加熱，使一對(duì)形狀記憶合金彈簧主動(dòng)交替收縮，從而驅(qū)動(dòng)手性超材料單元的雙穩(wěn)態(tài)突跳切換，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的快速循環(huán)擺動(dòng)。經(jīng)過有限元仿真、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境測(cè)試及高壓罐實(shí)驗(yàn)等方法的優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)了靜水壓力對(duì)驅(qū)動(dòng)性能的正向強(qiáng)化。

為了驗(yàn)證這款機(jī)器人的性能，研究團(tuán)隊(duì)在中國(guó)南海的海馬冷泉、龍西海山以及馬里亞納海溝等多個(gè)深海地點(diǎn)進(jìn)行了實(shí)地測(cè)試。機(jī)器人搭載“深海勇士號(hào)”和“奮斗者號(hào)”載人深潛器，成功完成了多地形、全海深的共計(jì)14次部署測(cè)試。

針對(duì)深海無(wú)法對(duì)軟體生物進(jìn)行安全抓取的難題，研究團(tuán)隊(duì)還提出了一種穿戴式深海柔性抓持器設(shè)計(jì)方法。該抓手搭載于“奮斗者號(hào)”和“深海勇士號(hào)”載人深潛器上，成功完成了3400米深海環(huán)境下對(duì)軟體海洋生物（如海星、海參、海膽）的無(wú)損抓取和采樣。

這款機(jī)器人的研發(fā)不僅為深海探索帶來(lái)了更多可能性，也展示了我國(guó)在深海技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力。未來(lái)，這款機(jī)器人有望在深海科研、資源勘探以及生態(tài)保護(hù)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

研究團(tuán)隊(duì)還表示，他們將繼續(xù)深化研究，不斷提升機(jī)器人的性能和適應(yīng)性，為我國(guó)的深海事業(yè)貢獻(xiàn)更多力量。