现在，一台身长不到50厘米、体沉仅1500克的“小精灵”翩然而至，正在深海高静水压下行若无事，体态强健、步履自若，时而展开背鳍如海燕滑翔，以至能将尾鳍变化成腿，正在海底“安步”。

　　目前，团队正朝着深海柔性机械人+AI的研究标的目的勤奋，为深海智能功课供给更广漠的空间。从尝试室水池到马里亚纳海沟再到发布，这条研发之至今走了整整6年。履历过南海测试时风波打碎机体的至暗时辰，也享受过万米海底首秀成功的喝彩雀跃，正如团队、北航机械工程及从动化学院博士研究生、深潜人员左灏所说：“深海科研的魅力正在于未知带来的挑和，每次下潜的机遇都弥脚宝贵，但永久相信只需敢迈步，海底也会有光。”。

　　由航空航天大学机械工程及从动化学院研究团队，结合中科院深海所、浙江大学历经 6 年配合研发，深海小型多模态机械人研究于 3 月 20 日颁发正在国际学术顶刊 《科学 机械人》（Science Robotics），为深海摸索带来了更多可能性，同时被 Science Robotics 官网首页大图引见。（财联社）？。

　　正在地球最深处马里亚纳海沟的万米深渊，压强相当于一个指甲盖上坐了一头一吨沉的犀牛，温度接近冰点，此前，能达到这里的深海机械人多为分量达数吨的刚性体大型潜航器，而对身长1米以内的小型机械人来说，这里的极端曾是“禁区”，会使它们“肌肉”、寸步难行。

　　潘飞、刘嘉琦、左灏、何夏为本论文的配合第一做者，机械工程及从动化学院文力传授取丁希仑传授为本论文的通信做者。北航为本论文的第一单元及通信单元。本研究获得了青年科学基金项目(A类)和立异研究群体等项目标赞帮。

　　《Science Robotics》刊发北航研究团队和合做者最新研究：深海小型多模态机械人。

　　针对2-4℃低温这一深海带来的另一难题，研究团队巧妙操纵正在低温下可实现高频轮回自动变形的外形回忆合金进行拮抗驱动。操纵外形回忆合金的外形回忆效应，通过周期性电流加热使一对外形回忆合金弹簧自动交替收缩，驱脱手性超材料单位的双稳态突跳切换，从而实现驱动器的快速轮回摆动。进一步，通过无限元仿实、尝试室测试及高压罐尝试等方式，系统优化了驱动器环节布局参数，最终实现了静水压力对驱动机能的正向强化，显著提拔了驱动器的摆动速度取幅值。最初，通过硅油填充的硅胶管、柔性油囊等封拆手艺，实现了外形回忆合金驱动器、电板和能源系统的压力自弥补封拆。

　　正在逛动模式下，机械人通过尾鳍的摆动发生推力，如鱼得水般穿越，展开的背鳍操纵水的升力实现长距离滑行，仿佛深海中的海燕，轻巧而文雅；正在爬行模式下，机械人操纵各向同性脚部设想，可以或许实现3cm/s的沙地行走，稳健而矫捷。这种多模态活动能力，使机械人可以或许正在复杂的深海中矫捷应对，完成多样化的使命，成为深海摸索的多面手。

　　“10000米深海压强对于小机械人来说，相当于压了一座小型冰山”，北航研究团队担任人文力传授的比方，活泼地了深海小机械人正在研发过程中面对的最题之一。正在深海的高压下，柔性驱动器材料的模量添加，雷同肌肉的“”，会导致驱动幅值取速度的衰减，减弱机械人的运转机能。为了降服这一挑和，正在多次测验考试之后，研究团队设想出了全新的深海驱动安拆：操纵双稳态手性超材料布局正在两个稳态之间切换时的快速突跳(snap-through)，实现高效驱动。这种快速突跳的速度和幅度会跟着布局材料模量的添加而添加，巧妙地将深海高压对软材料的负面影响扭转为反面影响，从而“化为奇异”，成为提拔机械人驱动机能的帮力，降服了以往柔性材料驱动器正在深海下机能衰减的坚苦，使得机械人正在深海中可以或许实现更高的驱动速度和幅度，好像深海中的“风火轮”，正在压力中出惊人的动力。

　　针对深海无法对软体生物平安抓取的难题，正在抓持器接触面上引入分布式微型手性布局，降低了被抓物体概况的接触应力集中，提高了抓持平安性。当穿戴正在保守刚性手上，通过刚性手的线性开合驱动，该抓持器可以或许输出51。8N的切向抓持力，并正在杨氏模量从104到109Pa的物体上都连结了较低的接触应力(33 kPa)。该抓手搭载于“奋斗者号”和“深海懦夫号”载人深潜器上，成功完成了3400米深海下对软体海洋生物(海星、海参、海胆)的无损抓取和采样，挪动吨级着陆器，开箱操做等一系列深海使命。

　　大天然是人类最伟大的导师，深海生物正在极端下展示出的顺应性和多样性，为科研团队供给了贵重的仿感。蝙蝠鱼是深海世界的“舞者”，通过巧妙的鳍肢活动，正在深海中逛弋、行走。研究团队恰是从蝙蝠鱼的活动模式中罗致灵感，设想出可以或许逛动、滑翔、爬行的多模态机械人，并操纵手性双稳态超材料布局实现0。75s内的逛动-快速转换，顺应分歧的海底地形和使命需求。

　　由航空航天大学机械工程及从动化学院研究团队，结合中科院深海所、浙江大学历经 6 年配合研发，深海小型多模态机械人研究于 3 月 20 日颁发正在国际学术顶刊 《科学 机械人》(Science Robotics)，为深海摸索带来了更多可能性，同时被 Science Robotics 官网首页大图引见。

　　这一能正在万米深海实现多模态活动的小型深海可变形机械人，由航空航天大学机械工程及从动化学院研究团队结合中科院深海所、浙江大学历经6年配合研发，深海小型多模态机械人研究于3月20日颁发正在国际学术顶刊《科学。机械人》(Science Robotics)，为深海摸索带来了更多可能性，同时被Science Robotics官网首页大图引见。

　　为了验证机械人的机能，研究团队正在多个深海地址进行了实地测试。正在几年的测试时间中，机械人搭载“深海懦夫号”和“奋斗者号”载人深潜器完成了包含海马冷泉(1384m)、龙西海山(3756m)和马里亚纳海沟(10666m)正在内的多地形、全海深的共计14次摆设测试。正在3756m深海下，驱动器的驱动机能超越了尝试室的机能，正在摆动幅度上获得了24。9%的提拔。正在1384m深海的逛动(33。7 mm/s)、滑翔(72。1 mm/s)、爬行(21。5 mm/s)的多模态活动速度取常温常压下(逛动33。1 mm/s、滑翔56。9 mm/s、爬行21。5 mm/s)的表示相当。并成功实现了预期的多模态活动。

　　将来，研究团队将努力于聚焦提拔深海小型机械人的续航能力和活动效率，实现更大范畴的深海探测和监测，为海洋资本开辟、考古挖掘、监测等范畴供给更多的北航方案、中国方案。

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2025-03-30 07:25