近日，在南海的晨光中，一台直径约70厘米的水下机器人以优雅的弧线潜入碧波。它紧贴海底，距珊瑚礁盘仅几厘米，轻巧游动，四周沉积物只泛起细微涟漪。即便鱼群突然掠过，它也能灵巧扭动，从缝隙中穿梭而过，宛如海底飞盘般敏捷。

　　这是哈尔滨工程大学船舶与工程学院王刚教授团队研发的敏捷型水下机器人“海龟”的真实工作场景。它不仅实现了近海底环境观测的厘米级突破，更以灵动身姿颠覆了传统水下机器人“笨拙”“僵硬”的刻板印象，开启一个更加精准、高效、环保的水下探测新时代。

　　“我们的深潜器每次抵达海底，都要先等沉积物散去才能工作，这个过程需要很长时间。”在一次学术会议上，王刚听到这句抱怨时，职业敏感让他心头一震。

　　王刚团队将目光投向海洋生物，仔细研究了数十种海底动物后，从海龟的推进方式中找到了灵感。团队成员刘开鑫回忆：“我们发现海龟倾斜拍动前肢的推进方式，既能减少水体扰动，又能保持高效推进。”

　　在随后的半年多时间里，团队经历了无数次失败后，最终推导出了机器人低扰动航行性能与推进器布局以及机器人外形参数之间的数学公式。当电脑屏幕上显示出性能提升的曲线时，整个实验室都为之沸腾。

　　对比试验中，传统水下机器人靠近海底时激起半米高的泥沙云，而“海龟”机器人凭借其精准布局的推进器，几乎在航行时不泛起涟漪，沉积物干扰降低了90%。

　　海底环境复杂多变，凹凸不平，障碍物众多。如何使机器人持续贴底并近距离运动，即使在崎岖地形中也能灵活穿梭？这一难题困扰团队许久。

　　团队成员提出，将机器人的姿态信息融入算法中。这一改变或许能让机器人像章鱼触手般灵活，实现360度自由调整姿态。

　　经过半年攻关，团队成功在跟踪算法中引入了姿态约束算法，使航行器姿态与环境碰撞关系深度融合，从而大大提高了机器人的敏捷性。

　　那么，敏捷型机器人到底有多敏捷呢？团队通过一场“水下杂技”表演为我们揭晓答案。

　　在实海测试中，科研人员在海底设置了一个宽度1米、高度0.8米的异形框架，让悬挂绳索的“海龟”机器人在该框架上完成打结任务。这对于宽度0.93米的“海龟”来说，是一项极限挑战。然而，“海龟”机器人却从容不迫，迅速完成了一系列动作，整个过程仅用时3分钟。

　　看到这一幕，行业专家对这个“国际首台敏捷型”水下机器人交口称赞。“海龟”机器人360度的灵活运动，成功突破了水下航行器在海底复杂地形全域机动的技术瓶颈。专家们认为，“海龟”机器人不仅能用于观测珊瑚，还能在水下捕捞、搜救等方面发挥重要作用。

　　转自｜科技日报 记者：朱虹，哈尔滨工程大学供图