
一条不发出任何噪音的"鱼",正在两公里深的黑暗海底悄然游弋。
它不是真正的生物,但它的每一次翅膀扇动,都在模仿地球上最优雅的海洋生物之一。西北工业大学研发的"翱翔"V型仿生蝠鲼柔体潜水器,近日正式披露了能够下潜至2000米深度的关键技术细节,这一深度相当于约200个大气压的极端水下环境。
这台机器体长超过2米,翼展逾4米,体重达700公斤。它的外形不像任何一台传统潜水器,扁平宽阔的机身、左右展开的"胸鳍",让它看起来就像一只被放大数十倍的海底精灵。
螺旋桨时代的终结?
长期以来,深海探测领域依赖螺旋桨推进的水下机器人。这类设备马力足够,但它们有个致命弱点:太吵,而且动静太大。螺旋桨高速旋转产生的噪声和湍流,不仅会惊扰附近的海洋生物,更会搅起海底积累数千年的沉积物,将本来清晰的视野瞬间变成一团浑浊。这对科学观测来说几乎是灾难性的。
西工大海洋科学与技术学院研究员曹勇的团队另辟蹊径。他们把目光投向了蝠鲼,这种被称为"魔鬼鱼"的大型软骨鱼,游速可观却几乎无声无息,靠的是两侧胸鳍的低频波动推进。仿生蝠鲼柔体潜水器正是将这套生物力学搬进了工程领域,用机械鳍替代了螺旋桨,从根本上消除了高频振动噪声,也彻底告别了对水体的剧烈扰动。
为了真正吃透蝠鲼的运动奥秘,团队分析了数万段视频片段,还在实验室里饲养了与蝠鲼具有相似生物特征的牛鼻鲼,进行活体观察。他们与宁波大学合作,借助三维扫描和CT成像技术,将鳐鱼肌肉与骨骼结构的细节一一还原,再将其转化为可工程实现的机械设计。
"滑行"加"扑翼",鱼与熊掌兼得
仿生推进解决了安静的问题,但深海探测还有另一个长期困扰工程师的难题:续航与机动性之间的矛盾。传统水下设备往往只能在两者之间二选一,要么像水下滑翔机那样"躺平漂移",航程上千公里但几乎无法主动机动;要么像推进器驱动的机器人那样灵活转弯,却耗电飞速。
翱翔V型的解决方案是将这两套系统合二为一。在滑行模式下,它启动可变浮力系统,通过自身周期性下沉和上浮来前进,功耗极低,适合大范围海洋巡航,单次部署航程可达数千公里。切换到扑翼模式后,胸鳍开始以低频率主动拍动,潜水器能够原地转弯、快速俯仰、精准悬停,完成高度灵活的近海底精细操作。
两种模式之间的切换无缝衔接,让这台机器同时具备了"走得远"和"停得稳"的能力,填补了以往单一功能系统留下的空白。
此外,扁平的机身在海底着陆时提供了极佳的稳定性,潜水器还可以在海底保持休眠状态、等待指令激活,大幅延长了单次部署的有效作业时间。
在目标识别方面,它搭载了分层识别技术,能够在礁石、沉船和其他水下障碍物之间精准辨别,即便在能见度不足1米的幽暗深海,前视声呐依然可以穿透黑暗锁定目标。
从珊瑚礁到"蓝色粮仓"
这套系统的应用潜力远不止于科学考察。曹勇表示,在生态监测领域,潜水器可以对珊瑚礁、海底热液喷口等生态系统实施长期静默观测,为生物多样性保护提供持续的数据积累。
在海洋牧场的运营管理中,它可以实现鱼类疾病的早期预警、精准投喂调度和逃逸监测,支撑所谓"蓝色粮仓"的高效运营。水下考古、海洋科学教育,乃至军事侦察与目标定位,都在其潜在用途清单之列。
西工大海洋科学与技术学院院长潘光指出,这项研究填补了中国在仿生水下潜艇领域的关键技术空白,将自主无人水下技术从单一功能系统推进到了多功能集成平台的新阶段。
下一步,团队计划在潜水器上集成人工智能与群体智能算法,使其在低带宽水下通信条件下也能实现真正的自主导航,最终朝着多台潜水器协同编队作业的方向演进。
从一种优雅的海洋生物,到一台承载着深海梦想的精密机器,这只中国"魔鬼鱼"正悄悄改写人类探索海洋的方式。

