从“海底放风筝”到“精准操控”,水下机器人如何撑起中国深海雄心?
创始人
2025-11-04 15:22:55
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十五运会和残特奥会火种在深海被成功采集的背后,是一段中国深海科技从无到有,从追赶到引领的艰难历程。11月3日,2025年广州基层科普行动计划项目——“科普助力‘百千万工程’”暨新质生产力“水下机器人”专场活动在广州市南沙区湾区实验学校举行。

本次活动以“智探深蓝”为主题,特邀广州海洋地质调查局海洋技术方法研究所副所长、教授级高级工程师陈宗恒,为大家讲述我国深海科技的发展历程。

当年:观察深海靠“海底摄像” 容易错过探测目标

“我刚参加工作时,我们国家还没有自主无人潜水器,对深海的直观观察全靠‘海底摄像’,就是把普通摄像机装进耐压舱,通过缆绳放入深海,就像在深海‘放风筝’,且完全不可控。”陈宗恒通过示意图展示当年的场景:红色的海底摄像轨迹与深绿色的潜器轨迹常出现错位,很容易错过重要探测目标。

为实现潜水器可视可控、精准作业,陈宗恒带领团队投身“海马”号无人深潜水器研发。他2007年投入海洋地质调查研究,2008年“海马”号项目启动,全程见证了这款装备从无到有的诞生。

陈宗恒介绍,“海马”号作为无人有缆潜水器,通过脐带缆连接母船与本体,既能长时间海底作业、不受时长限制,又能规避载人风险,是当前全球数量最多、类型最全、应用最 广的潜水器类型之一。

如今的“海马”号,作为我国首套4500米级深海遥控潜水器,国产化率高达90%,实现关键技术完全自主可控。它不仅在南海1522米深处的冷泉区成功采集可燃冰,也为十五运会和残特奥会带去了来自深海的“源火”。

采集源火 “海马”号扮演着“深海矿工”角色

如何在茫茫深海中获取“可燃冰”?陈宗恒说,“海马”号在其中扮演了“深海矿工”的关键角色:

当“海马号”潜入目标海域后,能精准定位海底冷泉渗漏点;

随后,科研人员操纵“海马”号机械手,携带特制的可燃冰采集装置,将含有可燃冰的沉积物或块状可燃冰样品采集起来,并密封在一个耐压的密闭舱体中,等采集到足量可燃冰后,通过降低密封舱内的压力使可燃冰分解,可燃冰分解就会产生甲烷气体,并将甲烷气存储起来,这个甲烷气也就是本次全运会“源火”的气源;

随后,科研人员利用安装在科考船甲板面的光伏发电装置,把太阳能转化为电能并传输到海底的耐压燃烧舱内,加热引燃气源获取“源火”,实现“引天之光、燃海之火”;

通过“海马”号对多路气体流量精准控制,实现“源火”稳定燃烧,随后“海马”号就带着“源火”上浮返回到甲板面;

在甲板面,用引火棒从燃烧舱把火转移到源火盒中,完成了深海“源火”的采集。

深海逐梦:“海马号”的高光时刻

提起“海马”号的整个研发历史,满是从零起步的执着与破局攻坚的坚韧。

陈宗恒说,当年,国内深海遥控潜水器技术几乎一片空白,没有成熟经验可借鉴,没有现成部件能复用,研发团队只能从一个简陋模型开始,在图纸上反复推演,在实验室里无数次调试。当时,“海马”号定的目标是要实现4500米大尺度下潜,且国产化率要达到90%以上。

但是,4500米深海的极端压力是绕不开的难关,指甲盖大的面积要扛住1吨重压,任何一个部件的微小瑕疵都可能导致全盘失败。

在科技人员的努力下,“海马”号各个系统都实现了自己的“抗压秘诀”。

科研团队为它的“大脑”控制系统打造了厚实耐压的壳体,为“眼睛”摄像设备加装厘米级厚度的玻璃视窗,为“手臂”设计充油平衡结构,确保它能在深海环境下灵活抓取、精准作业。

谈及“海马”号科考高光时刻,陈宗恒如数家珍。

2013年到2014年,“海马”号开展多次海试和试验性应用,并成功下潜至4502米。2015年,首次下潜就发现我国首个海底巨型活动性冷泉“海马冷泉”;2017年用强力抓抓取巨型富钴结壳样品——“钴元宝”;2018年,成功打捞五吨级深海失联设备;2022年,发现深海“溶洞群”;2023年到2024年,在深海底发现多处深海文物,最深也在4000米深海发现文物,创下国内深海考古最深记录;2019年,作为创新成果在国庆70周年观礼“创新驱动”彩车上展出。

“‘海马’号早已超越了单纯的技术装备范畴,已成为国家深海科技实力的重要象征。它的背后是一代代科研人薪火相传的自主创新精神,是敢于突破、勇攀高峰的“民族之智”,更见证着中国深海探索从追赶到引领的伟大跨越。”陈宗恒说道。

本次活动由广州市科学技术协会主办,广州市南沙区科学技术协会协办,中科智城(广州)信息科技有限公司承办,广州市南沙区湾区实验学校支持。 

文 | 记者 李钢 通讯员 陈卓婷

图 | 主办方提供

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