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[国内]勇闯深海的“黄胖鱼”探出了什么

▲潜龙二号在海试中。(来源:中科院沈阳自动化所)

  新华社沈阳5月7日电(记者徐扬、王莹)4月20日,“黄胖鱼”回家了。这条长相萌萌的“黄胖鱼”,历经三个多月的印度洋海底探险,终于顺利完成了所有试验探测任务,载誉归来。

  其实“黄胖鱼”有一个很高大上的名字:潜龙二号。大名鼎鼎的“蛟龙号”是它的亲戚。它是“十二五”国家863计划“深海潜水器技术与装备”重大项目的课题之一,中科院沈阳自动化所是它的诞生之地。

  中国水下机器人的探索已有30年,这一次,“黄胖鱼”的海底探险,有哪些新的突破?又意味着什么?新华社记者将揭开它的神秘面纱。


探秘深海石林,首次征服中脊海底


  长3.5米,通体鲜黄色,头尾各有两个红色“鱼鳍”型推进器,“潜龙二号”看上去就像一条黄胖鱼。

  1月10日8时许,西南印度洋,海面风平浪静。但在深达3000多米的海底却崇山峻岭,最大落差高达1000多米。与此前在湖中和浅海的“模拟考试”不同,“黄胖鱼”要在这里完成它的第一次大考。

  在止荡绳的牵引下,“黄胖鱼”缓缓由“向阳红10号船”的后甲板没入水中。中科院沈阳自动化所研究员刘健此刻既激动又紧张,眼睛一动不动地看着小黄点逐渐消失在蔚蓝色的大海里,才忙着回到监控室。作为“潜龙二号”总设计师,“黄胖鱼”就像刘健的孩子。

  这时,研发团队的所有人也都簇拥到监控室,全神贯注地看着屏幕。“黄胖鱼”每隔24秒出现一个新的数据,并逐渐形成运行轨迹。约半小时后,“黄胖鱼”到达预定深度,开始自主航行。

  “有时候数据会超过一分钟甚至更久不更新,心里就有点着急,过一会儿运行轨迹又出现了,才松了一口气。”“潜龙二号”软件负责人徐春晖说,印度洋中脊海底环境复杂,作业难度极大。稍有不慎“黄胖鱼”就会发生碰撞,甚至一去不复返。

  为了提高“潜龙二号”海底实战力,研发团队改进了传统的回转型设计,使用立扁形设计和可旋转推进器减少行进阻力,还首次采用基于前视声呐的避碰控制方法。刘健说:“本次探测时的一次下潜探测中,就触发了90次避碰,它都有效规避了,没有发生一起触碰事故。”

  近90天的海试中,“潜龙二号”首次成功完成了对“海底黑烟囱”——深海硫化物热液区的探测,这个区域富含铜、锌、铅、金与银、钴、锰等金属元素。单次下潜最长时间超过32小时,最大深度超过3200米,连续4个长航程成功探测成绩为我国深海机器人之最。同时“黄胖鱼”还拍摄到含有硫化物、玄武岩、贝壳及多种未知名字的鱼虾类生物高分辨率照片300多张,为将来硫化物矿区的评估及科学研究提供了重要依据。


三十年磨砺,大国工匠显身手


  75岁的封锡盛,是中国工程院院士、中科院沈阳自动化研究所研究员,他见证并参与了中国水下机器人从零起步到发展壮大全过程。

  上世纪70年代末,被誉为“中国机器人之父”蒋新松院士提出发展水下机器人。1986年,中国研制出我国首个水下机器人“海人一号”,1995年诞生了“CR-01”6000米水下机器人,但二者均为原理型样机,没有进入实际应用。

  2010年以后,水下机器人发展进入“快车道”。“蛟龙”号载人潜水器在7000米级海试中打破世界同类型载人潜水器最大下潜深度。紧接着,无人系列的“潜龙一号”和“潜龙二号”也横空出世。

  屈指一算,从“海人一号”到“潜龙二号”,中国水下机器人整整走过30年,科学家的不懈追求让它“游”得更深更远。

  “研制‘海人一号’之前我都没见过水下机器人什么样,全靠团队自主摸索。”封锡盛说,研发1000米自主水下机器人时,靠全国大协作,几十家单位院所联合攻关;研制“CR-01”时,和俄罗斯科学家合作,从1000米直接跨越到6000米,克服了关键技术和零部件的重重困难……作为自主研发、拥有自主知识产权的“潜龙二号”,可以说标志着中国水下机器人发展进入到一个新阶段,已跻身国际先进水平。

  中国为什么要研发水下机器人?这是一个国家综合实力的象征。

  据了解,日本研制的“海沟”号,1997年在关岛附近成功地下潜到10911米深的马里亚纳海沟底部;号称“黑匣子搜索神器”的美军“蓝鳍金枪鱼”号,曾潜入南印度洋搜寻马航失联客机MH370的下落……

  进入21世纪以来,发达国家都凭借本国的实力希望更多地分享深海海底资源这块“蛋糕”。于是,在《联合国海洋法公约》框架内,“蓝色圈地”运动正日趋激烈。

  封锡盛说,正是通过几代水下机器人的探测,我国已在太平洋申请了15万平方公里的多金属结核矿区,在西南印度洋申请了1万平方公里的多金属硫化物矿区,为了解深海资源奠定了坚实基础。水下机器人技术发展为我国“蓝色圈地”运动发挥了重要作用。


未来目标:马里亚纳海沟


  印度洋归来,刘健团队已经开始谋划“潜龙二号”的2.0版。这个团队除刘健外,都是80后,年龄最小的出生于1992年,他们将赋予水下机器人更多可能。

  “希望它更智能地识别障碍,拥有在水下更强大的生存能力和执行能力,甚至实现自我保护及自我健康诊断。”80后王晓飞是载体结构负责人。团队中最年轻的一员,1992年出生的孙波则说自己的名字似乎注定了与海洋结缘,在他眼中,未来的水下机器人将更像一条人鱼——拥有人类智能的鱼。

  “潜龙二号”的成功海试,巩固了中国科学家乘势而上的信心,但并没有模糊自己与世界顶尖水平的差距。

  我国水下机器部分单机性能与国外相齐,但生态体系建设相差甚远。封锡盛说,国外的水下机器人已形成研究、设计、制造、应用、服务、科普、比赛、教育和人才培养的全体系,“而我国目前还大多是科研机构主导研发,企业参与很少。”

  刘健表示,即使是单机,智能化水平和通讯能力仍有许多问题待解。如何让“黄胖鱼”像人一样有更多的智能,永远没有止境,甚至我们取得的一切,只是刚刚开始。

  科学家们对水下机器人革命的预测是,水面和水下相混合,成为混合机器人。“它可以是一体,也可以是模块化的组合,还可以和空中、地面机器人共同开展工作。”封锡盛说。

  “十三五”规划中已明确提出加强深海、深地、深空、深蓝等领域的战略高技术部署。“以‘潜龙二号’为新的起点,中国水下机器人开始游向下一站。未来十年,中国的水下机器人一定能到达马里亚纳海沟。”封锡盛说。