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在地球最深處的馬里亞納海溝，壓強(qiáng)最高可達(dá)1.1億帕，相當(dāng)于一頭一噸重的犀牛壓在人的指甲蓋上。如今，在這樣的萬(wàn)米深淵，一臺(tái)身長(zhǎng)50厘米、體重僅1500克的小型機(jī)器人，卻如游魚(yú)般自在穿梭，甚至能變幻出足肢在海底漫步。

科研人員利用機(jī)械臂將北航深海小型機(jī)器人投于馬里亞納海溝。校方供圖

馬里亞納海溝曾是小型機(jī)器人的“禁區(qū)”。近日，北京航空航天大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所、浙江大學(xué)的研究人員，歷時(shí)6年共同攻關(guān)研發(fā)出上述機(jī)器人，為深海探測(cè)帶來(lái)更多可能。相關(guān)成果已于日前在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》上發(fā)表。

“我們創(chuàng)新運(yùn)用了能快速突跳的雙穩(wěn)態(tài)手性超材料結(jié)構(gòu)，它能將外界高壓轉(zhuǎn)化為提升驅(qū)動(dòng)器擺動(dòng)速度和幅度的動(dòng)力，變‘不利’為‘有利’。”團(tuán)隊(duì)成員、北航航空科學(xué)與工程學(xué)院副教授潘飛介紹，團(tuán)隊(duì)利用硅膠軟材料隨外部壓強(qiáng)增大而變剛硬的特性，設(shè)計(jì)出新型力學(xué)結(jié)構(gòu)，打造出適應(yīng)深海高壓的柔性驅(qū)動(dòng)裝置。

北航深海小型機(jī)器人在深海測(cè)試。校方供圖

北航機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院博士生左宗灝表示，深海溫度低是另一挑戰(zhàn)?？蒲袌F(tuán)隊(duì)在機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器的兩端固定了一對(duì)形狀記憶合金彈簧，通過(guò)周期性電流對(duì)彈簧加熱，使其交替收縮，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的高頻率快速循環(huán)擺動(dòng)。

“我們還從蝙蝠魚(yú)的運(yùn)動(dòng)形式中找到仿生設(shè)計(jì)靈感，打造出這款既能游也能爬的多模態(tài)機(jī)器人，以適應(yīng)深海復(fù)雜環(huán)境?！北焙綑C(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院教授文力介紹，為驗(yàn)證機(jī)器人的性能，研究團(tuán)隊(duì)搭載“深海勇士”號(hào)和“奮斗者”號(hào)載人深潛器，完成了在馬里亞納海溝等多個(gè)深海地點(diǎn)的實(shí)地測(cè)試。

據(jù)悉，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(dòng)效率，實(shí)現(xiàn)更大范圍的深海探測(cè)和監(jiān)測(cè)，為海洋資源開(kāi)發(fā)、考古發(fā)掘、環(huán)境監(jiān)測(cè)等提供方案。（李依環(huán)、實(shí)習(xí)生曹子味）