中國機(jī)器魚，勇闖大海溝

秦彧

探索海洋最深處的無窮奧秘，是許多科學(xué)家長久以來的夢想。作為一款來自中國的新型深海機(jī)器人，我的誕生就是為了幫助人們實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢想。和小朋友們常見的機(jī)器人不同，我沒有金屬大腦袋和一對機(jī)械手，而是擁有軟軟的身體和一對大大的“魚鰭”。由于我能夠潛入深深的海底，模樣又很像一條可愛的小魚，于是人們就把我叫作深海軟體機(jī)器魚啦！

深海小小“魚堅(jiān)強(qiáng)”

深度10900多米的馬里亞納海溝，是全世界海洋最深的地方。這里的海底終年寒冷而黑暗，水壓更是達(dá)到了驚人的1100個(gè)大氣壓。一個(gè)指甲蓋大小的面積所承受的壓力，就相當(dāng)于一輛小汽車的重量！對于人類來說，馬里亞納海溝底部的環(huán)境，簡直比太空還要險(xiǎn)惡。

為了抵御如此巨大的水壓，保護(hù)內(nèi)部的乘員不受傷害，我國“蛟龍?zhí)枴薄皧^斗者號”深潛器都擁有一副堅(jiān)不可摧的鈦合金耐壓球殼。用于深海探測的水下機(jī)器人，大多依靠耐壓殼來保護(hù)內(nèi)部設(shè)備。

來自中國浙江大學(xué)和之江實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們，在設(shè)計(jì)我的時(shí)候卻反其道而行之。我沒有又大又重的耐壓殼，整個(gè)身體只有一張A4紙的大小。無論是長度只有22厘米的機(jī)身，還是一對寬大而纖薄的“魚鰭”，大部分都被富有彈性的軟體硅膠材料包裹著，這和那些身穿“鎧甲”的水下機(jī)器人截然不同。雖然看上去似乎弱不禁風(fēng)，我卻毫不畏懼深海的巨大水壓，曾經(jīng)多次潛入幾千米深的海底。2019年12月，我更是勇敢地挑戰(zhàn)馬里亞納海溝，在10900多米的深度停留了好幾十分鐘！

今生身體以柔克剛

沒有耐壓殼，照樣耐高壓！我是怎么做到這一切的呢？這要感謝聰明的科學(xué)家們，以及鈍口擬獅子魚這位神奇的“魚老師”。模樣像只大蝌蚪的鈍口擬獅子魚，是一種身長30厘米左右的深海魚類。它們粉白色的身體十分柔軟，完全沒有厚甲和堅(jiān)鱗的保護(hù)，卻能在8000多米深的海底繁衍、生息。

經(jīng)過一番仔細(xì)的研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了鈍口擬獅子魚的耐壓“秘籍”。原來，它們?nèi)淼墓趋来蠖嗍强梢宰冃蔚能浌?，相對?jiān)硬的頭骨分成間隙很大的許多塊，還被膠質(zhì)一般柔韌而有彈性的肌肉分別包裹著。這種獨(dú)一無二的柔性身體構(gòu)造，能夠平衡和分散鈍口擬獅子魚承受的巨大水壓，幫助軟乎乎的它們成為魚類中的耐壓冠軍。

以鈍口擬獅子魚為藍(lán)本，科學(xué)家們巧妙地運(yùn)用仿生原理，也為我設(shè)計(jì)了以柔克剛的耐壓身體。我體內(nèi)的芯片、電池和其他重要零件，安裝在彼此分離的不同電路板上，然后用柔性導(dǎo)線連接成一個(gè)整體，最后用彈性硅膠機(jī)身緊緊地包裹起來。分布式排列的內(nèi)部組件，有彈性的軟性外層機(jī)身，完美模仿了鈍口擬獅子魚的身體構(gòu)造，讓我同樣具備了極其優(yōu)秀的耐壓本領(lǐng)。即便來到距離海面10000米之下的深淵，承受高達(dá)上千個(gè)大氣壓的重壓，我的芯片和零件照樣不會(huì)損壞，隨時(shí)可以進(jìn)行一次海洋最深處的大冒險(xiǎn)。

輕盈“雙翅”能“飛翔”

想要探索廣闊深邃的海底世界，不會(huì)運(yùn)動(dòng)是萬萬不行的！然而，我只是一條小小的機(jī)器魚，既沒有用來行走的雙腿，也沒有螺旋槳和噴水孔。為了幫助我在水下游動(dòng)起來，科學(xué)家們?yōu)槲艺襾砹肆硪晃弧棒~老師”——蝠鲼。與俗稱“魔鬼魚”的蝠鲼一樣，我也能扇動(dòng)寬大的雙鰭在海水中“飛翔”。在我的機(jī)身和“魚鰭”的連接處，科學(xué)家們安裝了一種高科技的“電子肌肉”?？瓷先ケ”〉陌胪该鳌半娮蛹∪狻?，有點(diǎn)像一個(gè)三層的餡餅，上下兩層是介電高彈體薄膜，中間夾著用于導(dǎo)電的水凝膠。在電壓發(fā)生變化的時(shí)候，柔性薄膜的面積和厚度會(huì)快速變化，讓“電子肌肉”像真正的肌肉一樣收縮或放松。即便在海水溫度接近零攝氏度、水壓超過上千大氣壓的海底，我的“電子肌肉”也能正常工作。

讓身體兩側(cè)的“電子肌肉”有節(jié)奏地收縮放松，帶動(dòng)一對寬大的“魚鰭”上下扇動(dòng)，我就瞬間化身為一條微型機(jī)器蝠鲼，可以在冰冷幽暗的海洋深處遨游。比起使用螺旋槳或噴水推進(jìn)的機(jī)器人，我的“飛行”速度有點(diǎn)慢騰騰的，每秒鐘只能前進(jìn)1.5厘米多一點(diǎn)。不過，這種運(yùn)動(dòng)方式特別節(jié)約能量，僅僅依靠體內(nèi)的一節(jié)鋰電池供電，我就可以在海中盡情遨游45分鐘以上。

茫茫海洋探索忙

身體小巧又堅(jiān)強(qiáng)，萬米海溝任我游。本領(lǐng)高強(qiáng)又討人喜歡的我，誕生不久就成了科學(xué)家的寵兒。當(dāng)然了，我從來沒有驕傲自滿，一直努力配合科研人員完成各種實(shí)驗(yàn)。無論是在實(shí)驗(yàn)室的靜水池，在好幾十米深的湖底，還是在南海海面之下3200多米的深處，抑或是在馬里亞納海溝10900米深處，我每一次的表現(xiàn)都讓科學(xué)家們豎起大拇指。在水壓超過1000個(gè)大氣壓的馬里亞納海溝，我完成了一對“魚鰭”45分鐘的正常扇動(dòng)，成為全世界第一臺(tái)成功挑戰(zhàn)萬米深淵的軟體機(jī)器人。因?yàn)檫@個(gè)重大科技成果，我還成了著名科技刊物《自然》2021年3月號的封面明星。

在科學(xué)家們的不斷改進(jìn)之下，未來的我和軟體機(jī)器魚家族，究竟會(huì)變成什么樣子呢？也許我們會(huì)游得更快、更持久，可以悄悄跟蹤觀察深海魚群的活動(dòng)；也許我們會(huì)變得更加靈活智能，可以自主探測迷宮般的珊瑚礁和海底洞穴；也許我們會(huì)擁有靈敏的攝像機(jī)和傳感器，長期潛伏海底為人們監(jiān)測海洋污染和環(huán)境變化情況……到了那個(gè)時(shí)候，我一定再次來到這里，和小讀者們分享軟體機(jī)器魚家族的新故事。

（摘自《少年電腦世界》）