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　　2023年3月20日，由北京航空航天大学机械工程及自动化学院的研究团队与中科院深海所、浙江大学联合研发的深海小型多模态机器人在国际学术顶刊《科学・机器人》（Science Robotics）上发表了最新研究成果。该成果标志着我国在深海探索技术领域的又一次重大突破，肩负着为探索海洋深处带来更广泛可能性的使命，同时也在Science Robotics官网的首页大图上引起了广泛关注。

　　这一多模态机器人从蝙蝠鱼的运动模式中汲取灵感，其设计巧妙、功能强大，能够根据不同的海底环境和任务需求在游动、滑翔和爬行之间快速转换。这一创新使得机器人在面对复杂的海底形态与多变的深海条件时，依然能够游刃有余。

　　在游动模式下，机器人利用尾鳍摆动产生推力，其最高速度可达到5.5厘米每秒。在滑翔模式中，展开的背鳍则借助水的升力来实现长距离的滑行，而在爬行模式下，它则能以3厘米每秒的速度在沙地上自由行走。这样的多模态特性，也为深海探测提供了强大的技术支持。

　　然而，在高达万米的深海环境中，柔性材料会因为高压而导致性能衰减。为此，研究团队经过多次实验，最终设计出一种全新的深海驱动装置，利用双稳态手性超材料结构，使得机器人在两个稳态之间能够快速转换，成功克服了深海高压对机器性能的负面影响，从而实现了高效驱动。

　　此外，为解决深海环境中的低温问题，研究团队巧妙地应用了形状记忆合金，对机器人进行拮抗驱动。这种合金在低温下能实现高频循环主动变形，通过周期性电流加热驱动手性超材料单元的双稳态突跳切换，极大提升了机器人的灵活性。

　　团队通过先进的有限元仿真、实验室环境测试及高压罐实验，优化了驱动器的关键结构参数，最终得以实现静水压力对驱动功能的正面强化。基于这一系列创新，研究团队通过独特的封装技术，实现了形状记忆合金驱动器、电子电路板和能源系统的压力自我补偿，为机器人提供了更高的安全保障。

　　为了验证这款多模态机器人的真实性能，研究人员在多地进行实地测试。过去几年来，机器人在“深海勇士号”和“奋斗者号”载人深潜器的帮助下，成功完成了包括海马冷泉（深度1384米）、龙西海山（深度3756米）和马里亚纳海沟（深度10666米）在内的十四次深海部署测试。

　　特别是在中国南海的深海实验中，该机器人实现了对软体海洋生物（如海星、海参、海胆）的无损抓取和采样，展示了其卓越的应用性能与广阔的发展前景。此外，该设备甚至在3400米深的海域完成了复杂的着陆器移动和开箱操作等深海任务。

　　本论文的共同第一作者_潘飞、刘嘉琦、左宗灏、何夏_以及来自机械工程及自动化学院的文力教授和丁希仑教授均是这项研究的主要负责者。北航也作为本研究的第一单位及通讯单位，显示了在这一领域的研究实力与影响力。

　　这项研究得到了青年科学基金项目（A类）以及多个创新研究群体项目的资助。可以预见，随着深海机器人技术的不断发展，我国在深海探索和海洋科研领域的地位将愈发巩固，为我们揭开更多海洋深处的秘密，探索未知领域提供了丰富的可能性。

　　如欲了解详细研究成果，请访问IT之家提供的论文链接：科学・机器人论文。返回搜狐，查看更多