■王豪 霍萍 本报记者 王越
在高压、无光、幽暗的深海世界，人类想要近距离一探究竟，往往要派出体形庞大、轰鸣作响的“钢铁巨兽”。如今，一条身长仅21.5厘米、体重不足1斤的“软体小鱼”，却能轻松钻行珊瑚礁间，贴着海底生物群落悄然巡游——它就是哈尔滨工程大学船舶工程学院李国瑞教授课题组最新研制的耐高压电磁驱动软体机器鱼DeepTrack。
近日，这一研究成果发表在国际机器人领域权威期刊《Journal of Field Robotics》。论文第一作者为学院王豪副教授，通讯作者为李国瑞教授。
为什么在深海要“以柔克刚”？
深海探索，向来是科技硬实力的“试金石”。深海环境堪称“苛刻三重奏”：压力高达数十兆帕、常年不见天日、地形复杂非结构化。
传统刚性潜水器潜入深海，通常必须“全副武装”——依靠厚重的金属耐压舱抵御水压，借助螺旋桨推进。这样的设计虽然耐用，却也有体积庞大、噪声明显、机动受限等问题。更重要的是，当它靠近脆弱的珊瑚礁、生物群落或复杂地形时，螺旋桨搅动的水流和轰鸣的噪声，往往会让敏感的深海生物“敬而远之”，观测效果大打折扣。
与之形成鲜明对比的是，自然界中的深海生物却以一身“柔软”从容应对。这给予科研人员重要启发：能不能让机器也“以柔克刚”？
软体机器人天生具有柔顺、安全、低噪声等优点，适合贴近珊瑚礁和生物群落开展精细观测。但是，一个棘手的问题摆在面前——现有的软体机器鱼，往往难以同时兼顾耐高压、三维灵活机动和自主感知的三重能力。
李国瑞教授课题组迎难而上，给出自己的答案：他们创新性地将驱动机构设计为与外部压力变化相对独立的电磁驱动形式，再通过柔性鱼体、双鳍调姿和机载视觉，构建出一套完整的水下运动平台。
这条“赛博小鱼”整机质量仅475克、体长21.5厘米，无须设置厚重的刚性耐压舱，就能在高压环境中自由穿行。
小小“鱼”身藏着“大学问”
别看DeepTrack个头小，它的“五脏六腑”却暗藏玄机。
全身柔软，无惧高压。鱼体采用硅胶弹性结构，电池、相机和控制板均经过耐压封装，并用固体浮力材料完成配平。尾鳍和背鳍由轻质材料成形，驱动系统不包含任何舵机、密封件和机械传动结构——这意味着它没有传统机械装置常见的磨损和密封泄漏隐患。能源、计算、感知和推进模块被集中布置在21.5厘米长的本体内，让“小鱼”可以自如地钻入狭窄空间。
三鳍协作，游动自如。驱动单元以电磁方式驱动柔性尾鳍摆动，产生前进动力；背鳍负责垂直方向的运动控制；左右胸鳍像一双“平衡手”，在游动过程中维持姿态稳定。
