勇闖深海的“黃胖魚”：我國水下機器人實現重大突破

　　４月２０日，“黃胖魚”回家了。這條長相萌萌的“黃胖魚”，歷經三個多月的印度洋海底探險，終于順利完成了所有試驗探測任務，載譽歸來。

　　其實“黃胖魚”有一個很高大上的名字：潛龍二號。大名鼎鼎的“蛟龍號”是它的親戚。它是“十二五”國家８６３計劃“深海潛水器技術與裝備”重大項目的課題之一，中科院沈陽自動化所是它的誕生之地。

　　中國水下機器人的探索已有30年，這一次，“黃胖魚”的海底探險，有哪些新的突破？又意味著什么？新華社記者將揭開它的神秘面紗。

　　探秘深海石林，首次征服中脊海底

　　長３．５米，通體鮮黃色，頭尾各有兩個紅色“魚鰭”型推進器，“潛龍二號”看上去就像一條黃胖魚。

　　１月１０日８時許，西南印度洋，海面風平浪靜。但在深達３０００多米的海底卻崇山峻嶺，最大落差高達１０００多米。與此前在湖中和淺海的“模擬考試”不同，“黃胖魚”要在這里完成它的第一次大考。

　　在止蕩繩的牽引下，“黃胖魚”緩緩由“向陽紅１０號船”的后甲板沒入水中。中科院沈陽自動化所研究員劉健此刻既激動又緊張，眼睛一動不動地看著小黃點逐漸消失在蔚藍色的大海里，才忙著回到監控室。作為“潛龍二號”總設計師，“黃胖魚”就像劉健的孩子。

　　這時，研發團隊的所有人也都簇擁到監控室，全神貫注地看著屏幕。“黃胖魚”每隔２４秒出現一個新的數據，并逐漸形成運行軌跡。約半小時后，“黃胖魚”到達預定深度，開始自主航行。

　　“有時候數據會超過一分鐘甚至更久不更新，心里就有點著急，過一會運行軌跡又出現了，才松了一口氣。”“潛龍二號”軟件負責人徐春暉說，印度洋中脊海底環境復雜，作業難度極大。稍有不慎“黃胖魚”就會發生碰撞，甚至一去不復返。

　　為了提高“潛龍二號”海底實戰力，研發團隊改進了傳統的回轉型設計，使用立扁形設計和可旋轉推進器減少行進阻力，還首次采用基于前視聲吶的避碰控制方法。劉健說：“本次探測時的一次下潛探測中，就觸發了９０次避碰，它都有效規避了，沒有發生一起觸碰事故。”

　　近９０天的海試中，“潛龍二號”首次成功完成了對“海底黑煙囪”——深海硫化物熱液區的探測，這個區域富含銅、鋅、鉛、金與銀、鈷、錳等金屬元素。單次下潛最長時間超過３２小時，最大深度超過３２００米，連續４個長航程成功探測成績為我國深海機器人之最。同時“黃胖魚”還拍攝到含有硫化物、玄武巖、貝殼及多種未知名字的魚蝦類生物高分辨率照片３００多張，為將來硫化物礦區的評估及科學研究提供了重要依據。

　　三十年磨礪，大國工匠顯身手

　　７５歲的封錫盛，是中國工程院院士、中科院沈陽自動化研究所研究員，他見證并參與了中國水下機器人從零起步到發展壯大全過程。

　　上世紀７０年代末，被譽為“中國機器人之父”蔣新松院士提出發展水下機器人。１９８６年，中國研制出我國首個水下機器人“海人一號”，１９９５年誕生了“ＣＲ－０１”６０００米水下機器人，但二者均為原理型樣機，沒有進入實際應用。

　　２０１０年以后，水下機器人發展進入“快車道”。“蛟龍”號載人潛水器在７０００米級海試中打破世界同類型載人潛水器最大下潛深度。緊接著，無人系列的“潛龍一號”和“潛龍二號”也橫空出世。

　　屈指一算，從“海人一號”到“潛龍二號”，中國水下機器人整整走過３０年，科學家的不懈追求讓它“游”得更深更遠。

　　“研制‘海人一號’之前我都沒見過水下機器人什么樣，全靠團隊自主摸索。”封錫盛說，研發１０００米自主水下機器人時，靠全國大協作，幾十家單位院所聯合攻關；研制“ＣＲ－０１”時，和俄羅斯科學家合作，從１０００米直接跨越到６０００米，克服了關鍵技術和零部件的重重困難……作為自主研發、擁有自主知識產權的“潛龍二號”，可以說標志著中國水下機器人發展進入到一個新階段，已躋身國際先進水平。

　　中國為什么要研發水下機器人？這是一個國家綜合實力的象征。

　　據了解，日本研制的“海溝”號，１９９７年在關島附近成功地下潛到１０９１１米深的馬里亞納海溝底部；號稱“黑匣子搜索神器”的美軍“藍鰭金槍魚”號，曾潛入南印度洋搜尋馬航失聯客機ＭＨ３７０的下落……

　　進入２１世紀以來，發達國家都憑借本國的實力希望更大限量地分享深海海底資源這塊“蛋糕”。于是，在《聯合國海洋法公約》框架內，“藍色圈地”運動正日趨激烈。

　　封錫盛說，正是通過幾代水下機器人的探測，我國已在太平洋申請了１５萬平方公里的多金屬結核礦區，在西南印度洋申請了１萬平方公里的多金屬硫化物礦區，為了解深海資源奠定了堅實基礎。水下機器人技術發展為我國“藍色圈地”運動發揮了重要作用。

　　未來目標：馬里亞納海溝

　　印度洋歸來，劉健團隊已經開始謀劃“潛龍二號”的2.0版。這個團隊除劉健外，都是80后，年齡最小的出生于1992年，他們將賦予水下機器人更多可能。

　　“希望它更智能識別障礙，擁有在水下更強大的生存能力和執行能力，甚至實現自我保護及自我健康診斷。”80后王曉飛是載體結構負責人。團隊中最年輕的一員，1992年出生于的孫波則說自己的名字似乎注定了與海洋結緣，在他眼中，未來的水下機器人將更像一條人魚——擁有人類智能的魚。

　　“潛龍二號”的成功海試，鞏固了中國科學家乘勢而上的信心，但并沒有模糊自己與世界頂尖水平的差距。

　　我國水下機器部分單機性能與國外相齊，但生態體系建設相差甚遠。封錫盛說，國外的水下機器人已形成研究、設計、制造、應用、服務、科普、比賽、教育和人才培養的全體系，“而我國目前還大多是科研機構主導研發，企業參與很少。”

　　劉健表示，即使是單機，智能化水平和通訊能力仍有許多問題待解。如何讓“黃胖魚”像人一樣有更多的智能，永遠沒有止境，甚至我們取得的一切，只是剛剛開始。

　　科學家們對水下機器人革命的預測是，水面和水下相混合，成為混合機器人。“它可以是一體，也可以是模塊化的組合，還可以和空中、地面機器人共同開展工作。”封錫盛說。

　　十三五規劃中已明確提出加強深海、深地、深空、深藍等領域的戰略高技術部署。“以‘潛龍二號’為新的起點，中國水下機器人開始游向下一站。未來十年，中國的水下機器人一定能到達馬里亞納海溝。”封錫盛說。