深海，被称为地球生命的“极限实验室”，令无数科学家神往。在地球最深处的马里亚纳海沟，压强最高可达1.1亿帕，相当于一吨重的大山压在人的拇指盖上。就在这样的万米深渊，一台身长50厘米、重2.7千克的小型机器人，却如游鱼般自在穿梭，甚至能变幻出足肢在海底漫步。

马里亚纳海沟曾是小型机器人的“禁区”。北京航空航天大学科研团队联合中国科学院深海科学与工程研究所、浙江大学的研究人员，历经数年攻关研发出上述机器人，为深海探测开启更多可能。该成果已在《科学·机器人学》发表。

专家介绍，大型深潜器特别是载人深潜器全球仅有少数国家能够制造，被誉为大国重器，研发制造难度相当大，然而与大型深潜器相比，深海小型机器人的开发难度并没有因为小而降低，在某些方面可能难度更大。

这台深海小型机器人体长不到50厘米，体重仅1.5公斤，与我国自主研发深潜器“奋斗者”号36吨的体重相比，深海小型机器人的体积和重量实在是微不足道。然而正是因为小，大型深潜器研发过程中所取得的科研成果以及技术和经验，在这台小型机器人上几乎都不用上。

既要扛住深海环境巨大的压力，仅有几摄氏度的低温；还要足够轻和小；性能还要够用。没有现成的技术，科研团队只能另辟蹊径。

实现深海游动，首先要克服高压。团队成员、北航航空科学与工程学院副教授潘飞说，团队利用硅胶软材料随外部压强增大而变刚硬的特性，设计出新型力学结构，打造出适应深海高压的柔性驱动装置。“我们创新运用了能快速突跳的双稳态手性超材料结构，它能将外界高压转化为提升驱动器摆动速度和幅度的动力，变‘不利’为‘有利’。”

此前，团队已对深海小型机器人进行过多次深海测试，最深到达了马里亚纳海沟10666米深的海底，得益于全新设计的柔性深海驱动装置。即便是上万米的海底，深海小型机器人仍能够像蝠鲼一样游动、滑翔，还能像龙虾一样在海底爬行，可以顺畅地切换各种运动状态，完美适应深海的复杂环境。

北航机械工程及自动化学院博士生左宗灏说，深海温度低是另一挑战。科研团队在机器人驱动器的两端固定了一对形状记忆合金弹簧，通过周期性电流对弹簧加热，使其交替收缩，从而实现驱动器的高频率快速循环摆动。

“我们还从蝙蝠鱼的运动形式中找到仿生设计灵感，打造出这款既能游也能爬的多模态机器人，以适应深海复杂环境。”北航机械工程及自动化学院教授文力说，为验证机器人的性能，研究团队搭载“深海勇士”号和“奋斗者”号载人深潜器，完成了在马里亚纳海沟等多个深海地点的实地测试。

北航机械工程及自动化学院教授丁希仑表示，科研团队将持续提升深海小型机器人的续航能力、运动效率，有望实现更大范围的深海探测，助力海洋资源开发、考古发掘、环境监测等。

（据新华社、央视网）