2025年3月23日,北京航空航天大學(xué)聯(lián)合中科院深海所、浙江大學(xué)等單位共同發(fā)布重大科研成果:我國(guó)自主研發(fā)的柔性

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在承受超過(guò)1000個(gè)大氣壓(相當(dāng)于指甲蓋承受1噸壓力)的萬(wàn)米深海環(huán)境中,傳統(tǒng)剛性機(jī)器人易發(fā)生結(jié)構(gòu)變形。"海蝠"創(chuàng)新采用雙穩(wěn)態(tài)手性超材料,通過(guò)兩種穩(wěn)態(tài)間的快速突跳實(shí)現(xiàn)高效驅(qū)動(dòng)。這種智能材料在高壓下模量提升300%,巧妙地將環(huán)境壓力轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力,機(jī)器人擺動(dòng)速度達(dá)到1.2米/秒,遠(yuǎn)超同類設(shè)備。

針對(duì)深海2℃-4℃的低溫環(huán)境,科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)了基于形狀記憶合金彈簧的溫控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。通過(guò)周期性電流加熱實(shí)現(xiàn)高頻循環(huán)變形,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示該系統(tǒng)在-5℃環(huán)境下仍能保持98%的驅(qū)動(dòng)效率,成功攻克傳統(tǒng)柔性材料低溫僵硬化難題。

受深海蝙蝠魚(yú)啟發(fā),"海蝠"具備游動(dòng)、滑翔、爬行三種運(yùn)動(dòng)模式。其仿生鰭片采用柔性硅膠材料,可在海底淤泥中實(shí)現(xiàn)"凌波微步",有效解決了傳統(tǒng)剛性機(jī)械臂在松軟地形中易被困的窘境。

作為地球最深處,馬里亞納海溝底部壓強(qiáng)達(dá)1100個(gè)大氣壓,相當(dāng)于2000頭非洲象踩在人體表面。

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能源與通信技術(shù)方面,"海蝠"通過(guò)壓電俘能技術(shù)回收運(yùn)動(dòng)能量,使續(xù)航能力提升至72小時(shí),達(dá)到傳統(tǒng)設(shè)備的三倍。針對(duì)海水介質(zhì)中無(wú)線電波嚴(yán)重衰減問(wèn)題,創(chuàng)新采用藍(lán)綠激光通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)10Mbps的傳輸速率。在導(dǎo)航定位領(lǐng)域,結(jié)合慣性導(dǎo)航和聲吶陣列技術(shù),定位誤差控制在0.5米以內(nèi)。

中國(guó)深海探測(cè)三級(jí)跳:

- 2012年:蛟龍?zhí)栞d人潛水器下潛7062米,覆蓋全球99.8%海域;

- 2020年:奮斗者號(hào)實(shí)現(xiàn)10909米載人深潛,國(guó)產(chǎn)化率超95%;

- 2025年:"海蝠"完成萬(wàn)米自主探測(cè),柔性驅(qū)動(dòng)技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先。

從國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)來(lái)看,各國(guó)在深海探測(cè)領(lǐng)域呈現(xiàn)差異化發(fā)展路徑:

- 美國(guó)"深海挑戰(zhàn)者號(hào)"雖實(shí)現(xiàn)單人萬(wàn)米下潛,但設(shè)備成本超5000萬(wàn)美元且年作業(yè)次數(shù)不足10次;

- 日本主力深潛器"深海6500"面臨設(shè)備老化問(wèn)題,其鈦合金艙體制造技術(shù)斷層或?qū)е?030年后喪失6000米以下探測(cè)能力;

- 歐洲多國(guó)聯(lián)合研制的"海神號(hào)"無(wú)人潛器雖下潛10902米,但需依賴美國(guó)聲吶技術(shù),數(shù)據(jù)處理效率僅為中國(guó)設(shè)備的1/3。

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深海環(huán)境中每立方米海水包含約1000種微生物,其中80%為未知物種。此次"海蝠"拍攝到的熒光管蟲(chóng)和無(wú)眼端足類生物,極有可能是從未被記錄的新物種。作為地球最后的資源寶庫(kù),深海不僅蘊(yùn)含著豐富的生物資源,還蘊(yùn)藏著巨大的資源潛力,可燃冰儲(chǔ)量可供人類使用數(shù)百年,深海稀土資源儲(chǔ)量預(yù)計(jì)是陸地的1000倍。

當(dāng)人類不斷探索宇宙奧秘時(shí),大洋深處正以其極端環(huán)境和復(fù)雜未知等待征服者。"海蝠"的萬(wàn)米突破不僅是中國(guó)深海探測(cè)技術(shù)的重大提升,更標(biāo)志著我們正在踐行"可上九天攬?jiān)?,可下五洋捉鱉"的科技強(qiáng)國(guó)夢(mèng)想。