中科院沈陽自動化研究所 

　　“海斗一號”全海深自主遙控潛水器研制與海試團(tuán)隊(duì) 

　　2021年10月，在馬里亞納海溝深淵科學(xué)考察中，“海斗一號”全海深自主遙控潛水器在國際上首次實(shí)現(xiàn)了對“挑戰(zhàn)者深淵”西部凹陷區(qū)的大范圍全覆蓋巡航探測。

　　“海斗一號”全海深自主遙控潛水器研制與海試團(tuán)隊(duì)來自中國科學(xué)院沈陽自動化研究所（以下簡稱沈陽自動化所），是一支平均年齡不到35歲的年輕團(tuán)隊(duì)，他們在歷經(jīng)近10年的技術(shù)積累和5年的集智攻關(guān)后，取得了萬米深淵科考應(yīng)用的重大創(chuàng)新突破。

　　日前，“海斗一號”全海深自主遙控潛水器研制與海試團(tuán)隊(duì)被授予“中國科學(xué)院青年五四獎(jiǎng)?wù)录w”稱號。

　　萬事開頭難 

　　萬事開頭難。2014年4月，在中科院海斗深淵先導(dǎo)專項(xiàng)的支持下，“海斗”號全海深自主遙控水下機(jī)器人（以下簡稱“海斗”號）研制工作啟動。沈陽自動化所剛剛組建不久的“海斗” 號團(tuán)隊(duì)承接了這項(xiàng)任務(wù)。

　　一切從零開始。面對這項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，在沈陽自動化所水下機(jī)器人研究室研究員李碩、李一平的帶領(lǐng)下，“海斗”團(tuán)隊(duì)的青年人在短短兩年時(shí)間里，不僅攻克了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，還開展了大量的壓力測試和試驗(yàn)?zāi)M。

　　當(dāng)時(shí)，“海斗” 號實(shí)驗(yàn)室里經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的畫面：小伙伴們熱火朝天地開展技術(shù)研討，時(shí)常是肚子的咕咕抗議聲提示團(tuán)隊(duì)又錯(cuò)過了飯點(diǎn)；在試驗(yàn)水池反復(fù)開展技術(shù)測試，一忙就到了深夜，索性在辦公室里“打地鋪”……

　　沈陽自動化所副研究員陸洋向《中國科學(xué)報(bào)》介紹，“海斗” 號是一個(gè)260公斤的水下機(jī)器人，它主要針對全海深無人潛水器（ARV）的關(guān)進(jìn)技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，如全海深長距離光纖微纜布放管理與低功耗高速信息傳輸、全海深耐油壓低功耗控制、全海深機(jī)器人的浮力配平計(jì)算等。

　　“‘海斗’ 號作為我國第一臺突破萬米的潛水器，其研制過程中經(jīng)歷了太多的困難和挑戰(zhàn)?！鄙蜿栕詣踊毖芯繂T王健回憶道，“有時(shí)需要迎難而上、攻堅(jiān)突破；有時(shí)需要轉(zhuǎn)變思路、靈活變通。”

　　2016年7月，在馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵開展的我國首次綜合性萬米深淵科考中，“海斗” 號多次下潛突破萬米，創(chuàng)造了我國無人潛水器的最大下潛及作業(yè)深度紀(jì)錄。“海斗”號也因此獲評兩院院士評選的“2016年中國十大科技進(jìn)展”。

　　這一年，陸洋27歲，王健29歲。

　　有了“海斗” 號的研發(fā)及試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，這支青年團(tuán)隊(duì)不僅獲得了我國首批萬米水文數(shù)據(jù)，還為后期“海斗一號”的研制，積累了第一手資料。他們有信心和實(shí)力向更難的問題發(fā)起挑戰(zhàn)。

　　5年新征程 

　　2016年7月，隨著“海斗” 號的凱旋歸來，“海斗一號”全海深自主遙控潛水器（以下簡稱“海斗一號”）立項(xiàng)，沈陽自動化所研究員唐元貴任總師、王健任主任設(shè)計(jì)師。以“海斗”號團(tuán)隊(duì)為主體的“海斗一號”團(tuán)隊(duì)正式建立，開啟了為期5年的新征程。

　　“海斗”號全海深自主遙控水下機(jī)器人（沈陽自動化所供圖）

　　王健介紹道，與“海斗”號相比，“海斗一號”功能更為復(fù)雜，其需要在一個(gè)潛水器上實(shí)現(xiàn)多種潛水器的功能，還要在自主與遙控模式之間靈活切換，在萬米海底實(shí)現(xiàn)巡航探測與定點(diǎn)精細(xì)作業(yè)。

　　前所未有的挑戰(zhàn)與壓力激發(fā)了青年團(tuán)隊(duì)的斗志。他們朝著目標(biāo)任務(wù)掛圖作戰(zhàn)、倒排工期，為了趕進(jìn)度，經(jīng)常不知疲倦地忙到天明，在辦公室角落里趴一會后，天亮后又投入新戰(zhàn)斗；他們偶爾也會爭吵到“臉紅脖子粗”，只為在某一項(xiàng)技術(shù)上尋找到最佳的解決方案……

　　在“海斗一號”團(tuán)隊(duì)的不懈努力下，項(xiàng)目各個(gè)節(jié)點(diǎn)都按照計(jì)劃逐一實(shí)現(xiàn)。唐元貴還記得，在2019年5月的湖試期間，技術(shù)難度大和系統(tǒng)復(fù)雜度高帶來的問題不斷暴露在團(tuán)隊(duì)面前?！盀榇?，我們逐個(gè)擊破問題、連夜修復(fù)、確保湖試工作按期執(zhí)行。”

　　2020年初，在全球新冠疫情蔓延的況下，“海斗一號”團(tuán)隊(duì)率先復(fù)工，為萬米海試做準(zhǔn)備。“當(dāng)時(shí)我們團(tuán)隊(duì)克服困難來到單位，爭分奪秒開始工作，開會都是在大廳站著間隔2米開，最終我們?nèi)缂s履行項(xiàng)目計(jì)劃任務(wù)。”陸洋說。

　　在隨后的海試中，新的問題也隨之出現(xiàn)。大深度下海洋環(huán)境會改變“海斗一號”的體積、載體平均密度以及重力，并且不同區(qū)域、不同深度海洋參數(shù)也會變化，例如海水密度、溫度、鹽度、壓力等。這兩方面共同作用，從而改變水下機(jī)器人的靜力學(xué)浮力狀態(tài)。

　　陸洋告訴《中國科學(xué)報(bào)》：“我們通過詳細(xì)的理論計(jì)算，再加上淺海實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，最終完成首次下潛萬米就獲得良好的中性狀態(tài)。”

　　2020年5月，“海斗一號”在國際上首次利用全海深電動機(jī)械手完成萬米深淵海底精細(xì)作業(yè)，獲取我國首批全海深重要數(shù)據(jù)和樣品，填補(bǔ)當(dāng)前國際上作業(yè)型全海深無人潛水器空白，標(biāo)志著我國跨入全海深探測與作業(yè)新時(shí)代。

　　“從‘海斗’ 號到‘海斗一號’，是我們從全海深關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證平臺向全海深應(yīng)用裝備的轉(zhuǎn)型過程，也是我們的深海技術(shù)不斷進(jìn)步和成熟的標(biāo)志。”唐元貴說。

　　創(chuàng)新譜青春 

　　20世紀(jì)80年代，沈陽自動化所克服萬難，研制出我國第一臺遙控水下機(jī)器人“海人一號”，并在研制過程中形成了“求真務(wù)實(shí)、甘于奉獻(xiàn)、凝心聚力、敢為人先”的“海人”精神，傳承至今。

　　2020年，在“海斗一號”萬米試驗(yàn)性應(yīng)用任務(wù)中，“海斗一號”的下潛都被安排在晚上進(jìn)行?！昂６芬惶枴焙Ｔ噲F(tuán)隊(duì)由5名青年科研骨干組成，每個(gè)潛次平均耗時(shí)17個(gè)小時(shí)，加上后續(xù)工作，團(tuán)隊(duì)通常要連續(xù)奮戰(zhàn)20小時(shí)。在近1個(gè)月的海試時(shí)間里，5個(gè)年輕人告別正常作息時(shí)間，挑戰(zhàn)了11個(gè)潛次。

　　“海斗一號”夜間下潛任務(wù)（沈陽自動化所供圖）

　　唐元貴介紹，“海斗一號”是一個(gè)綜合性科研項(xiàng)目，參研人員多，分屬不同學(xué)科專業(yè)，但每個(gè)人都是不可或缺的螺絲釘。作業(yè)時(shí)，每個(gè)人都有固定的崗位，各司其職，不論海況多么惡劣，必須完成好自己的工作，才能保證“海斗一號”的順利運(yùn)行。

　　這些年來，“海斗一號”青年團(tuán)隊(duì)用創(chuàng)新譜青春，逐漸成長為中堅(jiān)力量。

　　“在國外剛畢業(yè)時(shí)面臨很多選擇，當(dāng)時(shí)收到水下機(jī)器人團(tuán)隊(duì)李一平老師的邀請，沒有太多猶豫。”王健表示，“探索海洋的道路雖然充滿艱辛，但想到自己的努力能夠推動我國深海探測裝備的發(fā)展，為國家科技進(jìn)步做出自己小小的貢獻(xiàn)，心里很踏實(shí)，沒有辜負(fù)國家的培養(yǎng)?！?/p>

　　2021年海試歸來后，王健等人放棄節(jié)假日休息，爭時(shí)間搶節(jié)點(diǎn)，投入到6000米級自主遙控?zé)o人潛水器“問海1號”的研發(fā)工作。這是沈陽自動化所基于“海斗一號”的技術(shù)成果，面向海洋綜合科考需求，為用戶定制開發(fā)的深海探測作業(yè)一體化裝備，是我國首臺交付工程應(yīng)用的自主/遙控?zé)o人潛水器，具有重要的示范意義。

　　經(jīng)過“海斗一號”重大工程項(xiàng)目的歷練，陸洋參與了2022年北京冬奧會水下火炬?zhèn)鬟f攻關(guān)任務(wù)，作為其中一個(gè)水下“火炬手”——水陸兩棲機(jī)器人的負(fù)責(zé)人，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)僅用了8個(gè)月時(shí)間就完成了水陸兩棲機(jī)器人方案設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、加工建造、水池調(diào)試和外場試驗(yàn)。

　　2022年2月，在北京冬奧公園，水陸兩棲機(jī)器人與變結(jié)構(gòu)機(jī)器人完成世界奧林匹克運(yùn)動史上首次機(jī)器人水下火炬?zhèn)鬟f任務(wù)。

　　從2016年到2021年，從“海斗”號到“海斗一號”，這支年輕的團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了從戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢的萬米探索，到從容自如的萬米應(yīng)用，使我國具備了完全自主可控的全海深無人潛水器技術(shù)與裝備能力。