在南海湛蓝的海域中,一台直径约70厘米的水下机器人正划出优美弧线,悄然潜入碧波深处。这是哈尔滨工程大学船舶与海洋工程学院王刚教授团队研发的敏捷型水下机器人“海龟”,其灵动的姿态颠覆了人们对传统水下探测设备的固有认知。
与传统设备“笨拙”“僵硬”的航行方式不同,“海龟”通过模仿海龟倾斜拍动前肢的推进模式,实现了近海底环境观测的厘米级精度突破。团队成员刘开鑫介绍,这种仿生设计既减少了水体扰动,又保持了高效推进能力。经过数百次实验,研发团队成功推导出低扰动航行性能与推进器布局、外形参数的数学关系,为设备优化提供了理论支撑。
在对比实验中,“海龟”展现出显著优势:精准布局的推进器使航行时几乎不泛起涟漪,沉积物干扰较传统设备降低90%。为确保贴底航行安全,团队创新提出“三点惯性测量感知方法”,将数据噪声降低76.2%,响应时间缩短1.1倍,倾角控制稳定性提升7.16倍。
技术突破源于持续攻关。研发团队在跟踪算法中引入姿态约束算法,使“海龟”具备360度灵活运动能力,成功突破海底复杂地形全域机动技术瓶颈。这种敏捷性使其不仅能精准观测珊瑚生态系统,还可应用于水下资源捕捞、灾害搜救等多元场景。
从推进系统优化到环境感知升级,从运动控制创新到应用场景拓展,“海龟”水下机器人的研发过程体现了多学科交叉融合的创新实践。其核心技术成果为海洋装备智能化发展提供了新思路,标志着我国水下探测技术向精准化、高效化、环保化方向迈出重要一步。