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在地球最深處的馬里亞納海溝，壓強最高可達1.1億帕，相當于一頭一噸重的犀牛壓在人的指甲蓋上。如今，在這樣的萬米深淵，一臺身長50厘米、體重僅1500克的小型機器人，卻如游魚般自在穿梭，甚至能變幻出足肢在海底漫步。

科研人員利用機械臂將北航深海小型機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器人的“禁區(qū)”。近日，北京航空航天大學(xué)科研團隊聯(lián)合中國科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所、浙江大學(xué)的研究人員，歷時6年共同攻關(guān)研發(fā)出上述機器人，為深海探測帶來更多可能。相關(guān)成果已于日前在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·機器人學(xué)》上發(fā)表。

“我們創(chuàng)新運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)動器擺動速度和幅度的動力，變‘不利’為‘有利’。”團隊成員、北航航空科學(xué)與工程學(xué)院副教授潘飛介紹，團隊利用硅膠軟材料隨外部壓強增大而變剛硬的特性，設(shè)計出新型力學(xué)結(jié)構(gòu)，打造出適應(yīng)深海高壓的柔性驅(qū)動裝置。

北航深海小型機器人在深海測試。校方供圖

北航機械工程及自動化學(xué)院博士生左宗灝表示，深海溫度低是另一挑戰(zhàn)。科研團隊在機器人驅(qū)動器的兩端固定了一對形狀記憶合金彈簧，通過周期性電流對彈簧加熱，使其交替收縮，從而實現(xiàn)驅(qū)動器的高頻率快速循環(huán)擺動。

“我們還從蝙蝠魚的運動形式中找到仿生設(shè)計靈感，打造出這款既能游也能爬的多模態(tài)機器人，以適應(yīng)深海復(fù)雜環(huán)境?！北焙綑C械工程及自動化學(xué)院教授文力介紹，為驗證機器人的性能，研究團隊搭載“深海勇士”號和“奮斗者”號載人深潛器，完成了在馬里亞納海溝等多個深海地點的實地測試。

據(jù)悉，該團隊正朝著“深海柔性機器人+AI”的研究方向努力，并將致力于聚焦提升深海小型機器人的續(xù)航能力和運動效率，實現(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)測等提供方案。（李依環(huán)、實習(xí)生曹子味）