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勇闖深海的“黃胖魚”

  • 發佈時間:2016-05-08 01:29:57  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  新華社記者徐 揚王 瑩

  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,終於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,中科院瀋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?又意味著什麼?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”要在這裡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”的後甲板沒入水中。中科院瀋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裏,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,全神貫注地看著螢幕。“黃胖魚”每隔24秒出現一個新的數據,並逐漸形成運作軌跡。約半小時後,“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,心裏就有點著急,過一會運作軌跡又出現了,才松了一口氣。”“潛龍二號”軟體負責人徐春暉説,印度洋中脊海底環境複雜,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,還首次採用基於前視聲吶的避碰控制方法。劉健説:“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、玄武岩、貝殼及多種未知名字的魚蝦類生物高解析度照片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、中科院瀋陽自動化研究所研究員,他見證並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,中國研製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年以後,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“遊”得更深更遠。

  “研製‘海人一號’之前我都沒見過水下機器人什麼樣,全靠團隊自主摸索。”封錫盛説,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;研製“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、擁有自主智慧財産權的“潛龍二號”,可以説標誌著中國水下機器人發展進入到一個新階段,已躋身國際先進水準。

  中國為什麼要研發水下機器人?這是一個國家綜合實力的象徵。

  據了解,日本研製的“海溝”號,1997年在關島附近成功地下潛到10911米深的馬利亞納海溝底部;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,發達國家都憑藉本國的實力希望更大限量地分享深海海底資源這塊“蛋糕”。於是,在《聯合國海洋法公約》框架內,“藍色圈地”運動正日趨激烈。

  封錫盛説,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:馬利亞納海溝

  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後,年齡最小的出生於1992年,他們將賦予水下機器人更多可能。

  “希望它更智慧識別障礙,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後王曉飛是載體結構負責人。團隊中最年輕的一員,1992年出生於的孫波則説自己的名字似乎註定了與海洋結緣,在他眼中,未來的水下機器人將更像一條人魚——擁有人類智慧的魚。

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

  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。封錫盛説,國外的水下機器人已形成研究、設計、製造、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,智慧化水準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慧,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,也可以是模組化的組合,還可以和空中、地面機器人共同開展工作。”封錫盛説。

  “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遊向下一站。未來十年,中國的水下機器人一定能到達馬利亞納海溝。”封錫盛説。(新華社瀋陽5月7日電)

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