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    面向世界科技前沿,面向國家重大需求,面向國民經濟主戰場,率先實現科學技術跨越發展,率先建成國家創新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

    ——中國科學院辦院方針

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    “海斗一號”全海深自主遙控潛水器研制與海試團隊

    萬米深淵“海斗”量 青年“海人”挑大梁

    2022-06-13 中國科學報 沈春蕾
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    語音播報

      

    “海斗”號全海深自主遙控水下機器人 沈陽自動化所供圖

      2021年10月,在馬里亞納海溝深淵科學考察中,“海斗一號”全海深自主遙控潛水器(以下簡稱“海斗一號”)在國際上首次實現了對“挑戰者深淵”西部凹陷區的大范圍全覆蓋巡航探測。

      “海斗一號”研制與海試團隊來自中國科學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歲的年輕團隊。他們在歷經近10年的技術積累和5年的集智攻關后,取得了萬米深淵科考應用的重大創新突破。

      該團隊日前被授予“中國科學院青年五四獎章集體”稱號。

      萬事開頭難

      萬事開頭難。2014年4月,在中國科學院海斗深淵先導專項的支持下,“海斗”號全海深自主遙控水下機器人(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” 號團隊承接了這項任務。

      一切從零開始。面對這項極具挑戰性的任務,在沈陽自動化所水下機器人研究室研究員李碩、李一平的帶領下,“海斗”號團隊的青年人在短短兩年時間里,不僅攻克了多項關鍵技術,還開展了大量的壓力測試和試驗模擬。

      當時,“海斗”號實驗室經常會出現這樣的畫面:小伙伴們熱火朝天地開展技術研討,肚子里的咕??棺h聲時常提醒團隊又錯過了飯點;在試驗水池反復開展技術測試,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《中國科學報》介紹,“海斗”號是一個260公斤的水下機器人,它主要針對全海深無人潛水器(ARV)的關鍵技術進行驗證,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、全海深機器人的浮力配平計算等。

      “‘海斗’號作為我國第一臺突破萬米的潛水器,研制過程中經歷了太多困難和挑戰?!鄙蜿栕詣踊毖芯繂T王健回憶道,“有時需要迎難而上、攻堅突破;有時需要轉變思路、靈活變通?!?/p>

      2016年7月,在馬里亞納海溝“挑戰者深淵”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,創造了我國無人潛水器的最大下潛及作業深度紀錄?!昂6贰碧栆惨虼双@評兩院院士評選的“2016年中國十大科技進展”。

      這一年,陸洋27歲,王健29歲。

      有了“海斗” 號的研發及試驗經驗,這支青年團隊不僅獲得了我國首批萬米水文數據,還為后期“海斗一號”的研制積累了第一手資料。他們有信心和實力向更難的問題發起挑戰。

      五年新征程

      2016年7月,隨著“海斗”號的凱旋,“海斗一號”立項,沈陽自動化所研究員唐元貴任總師、王健任主任設計師。以“海斗”號團隊為主體的“海斗一號”團隊正式建立,開啟了為期5年的新征程。

      王健介紹道,與“海斗”號相比,“海斗一號”功能更為復雜——需要在一個潛水器上實現多種潛水器的功能,還要在自主與遙控模式之間靈活切換,在萬米海底實現巡航探測與定點精細作業。

      前所未有的挑戰與壓力激發了青年團隊的斗志。他們朝著目標任務掛圖作戰、倒排工期,為了趕進度,經常不知疲倦地忙到天明,偶爾也會吵得“臉紅脖子粗”,只為在某一項技術上找到最佳的解決方案……

      在“海斗一號”團隊的不懈努力下,項目各個節點都按照計劃逐一實現。唐元貴還記得,在2019年5月的湖試期間,技術難度大和系統復雜度高帶來的問題不斷暴露在團隊面前?!盀榇?,我們逐個擊破、連夜修復,確保湖試工作按期完成?!?/p>

      2020年初,在全球新冠疫情蔓延的情況下,“海斗一號”團隊率先復工,為萬米海試做準備?!爱敃r我們團隊克服困難來到單位,爭分奪秒開展工作,開會都是在大廳間隔2米站著開,最終我們如約履行項目計劃任務?!标懷笳f。

      在此后的海試中,新的問題也隨之出現。大深度下海洋環境會改變“海斗一號”的體積、載體平均密度及重力,并且不同區域、不同深度的海洋參數也會發生變化,例如海水密度、溫度、鹽度、壓力等。這些方面共同作用,改變了水下機器人的靜力學浮力狀態。

      陸洋告訴《中國科學報》:“我們通過詳細的理論計算,再加上淺海實驗的數據進行校正,首次下潛萬米就獲得良好的中性狀態?!?/p>

      2020年5月,“海斗一號”在國際上首次利用全海深電動機械手完成萬米深淵海底精細作業,獲取我國首批全海深重要數據和樣品,填補當前國際上作業型全海深無人潛水器空白,標志著我國跨入全海深探測與作業新時代。

      “從‘海斗’號到‘海斗一號’,是我們從全海深關鍵技術驗證平臺向全海深應用裝備的轉型過程,也是我們的深海技術不斷進步和成熟的標志?!碧圃F說。

      用創新譜青春

      20世紀80年代,沈陽自動化所研制出我國第一臺遙控水下機器人“海人一號”,并在研制過程中形成了“求真務實、甘于奉獻、凝心聚力、敢為人先”的“海人”精神,傳承至今。

      2020年,在“海斗一號”萬米試驗性應用任務中,“海斗一號”的下潛都被安排在晚上進行?!昂6芬惶枴焙T噲F隊由5名青年科研骨干組成,每個潛次平均耗時17小時,加上后續工作,團隊通常要連續奮戰20小時。在近一個月的海試時間里,5個年輕人告別正常作息時間,挑戰了11個潛次。

      唐元貴介紹,“海斗一號”是一個綜合性科研項目,參研人員多,分屬不同學科專業,但每個人都是不可或缺的“螺絲釘”。作業時,每個人都有固定的崗位,各司其職,無論海況多么惡劣,都必須完成好自己的工作,才能保證“海斗一號”的順利運行。

      這些年來,“海斗一號”青年團隊用創新譜青春,逐漸成長為中堅力量。

      “在國外剛畢業時面臨很多選擇,當時收到水下機器人團隊李一平老師的邀請,沒有太多猶豫?!蓖踅”硎?,“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展,為國家科技進步做出自己小小的貢獻,心里就很踏實,沒有辜負國家的培養?!?/p>

      2021年海試歸來后,王健等人放棄節假日休息,爭時間搶節點,投入到6000米級自主遙控無人潛水器“問海1號”的研發工作。這是沈陽自動化所基于“海斗一號”的技術成果,面向海洋綜合科考需求,為用戶定制開發的深海探測作業一體化裝備,是我國首臺交付工程應用的自主/遙控無人潛水器,具有重要的示范意義。

      經過“海斗一號”重大工程項目的歷練,陸洋參與了2022年北京冬奧會水下火炬傳遞攻關任務。作為其中一個水下“火炬手”——水陸兩棲機器人的負責人,他帶領團隊僅用了8個月時間,就完成了水陸兩棲機器人方案設計、詳細設計、加工建造、水池調試和外場試驗。

      2022年2月,在北京冬奧公園,水陸兩棲機器人與變結構機器人完成世界奧林匹克運動史上首次機器人水下火炬傳遞任務。

      從2016年到2021年,從“海斗”號到“海斗一號”,這支年輕的團隊實現了從戰戰兢兢的萬米探索,到從容自如的萬米應用,使我國具備了完全自主可控的全海深無人潛水器技術與裝備能力。

     ?。ㄔd于《中國科學報》 2022-06-13 第1版 要聞)
    打印 責任編輯:閻芳
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