深海探淵，離不開“國(guó)之重器”。中科院海洋研究所的綜合科考船“科學(xué)”號(hào)上搭載的探海神器——“發(fā)現(xiàn)”號(hào)ROV（纜控水下機(jī)器人），累計(jì)170次下潛，無論是西太平洋的熱液區(qū)，還是南海冷泉區(qū)，這個(gè)4.5噸重的大家伙靈活移動(dòng)、捕捉、取樣，相當(dāng)于把陸地上的實(shí)驗(yàn)室搬到了大洋海底。

　　11月20日，記者走進(jìn)位于西海岸的海洋所新園區(qū)，在測(cè)試樓里，工程技術(shù)部的工程師吳岳正和同事們一起仔細(xì)地給“發(fā)現(xiàn)”號(hào)做“體檢”。作為“發(fā)現(xiàn)”號(hào)的專職負(fù)責(zé)人，吳岳幾乎陪伴了它的每一次出海，說起“發(fā)現(xiàn)”號(hào)的故事，如數(shù)家珍。

　　“七功能”機(jī)械手靈活取樣

　　在有些嘈雜的機(jī)器轟鳴中，吳岳指揮著一名技術(shù)人員查看剛剛檢修完“關(guān)節(jié)”的“發(fā)現(xiàn)”號(hào)T4機(jī)械臂。技術(shù)人員手上抱著一臺(tái)鍵盤大小的操控板，握著操控板上的手柄，做出向前、向后、左右移動(dòng)等動(dòng)作，T4機(jī)械臂也相應(yīng)地伸展、彎曲、轉(zhuǎn)動(dòng)“手腕”、活動(dòng)“手指”，像人的手臂一樣靈活。

　　吳岳告訴記者，“發(fā)現(xiàn)”號(hào)多數(shù)取樣工作都依靠它的機(jī)械臂來完成。它身上一共有兩條機(jī)械臂，一條是記者看到的正在檢測(cè)的T4機(jī)械臂，另一條是旁邊已經(jīng)拆卸下來靜候檢修的阿特拉斯機(jī)械臂，它倆都是“七功能”機(jī)械臂，即按照人的手臂功能仿真設(shè)計(jì)了七個(gè)關(guān)節(jié)的機(jī)械臂，具有七個(gè)自由度。所不同的是，T4是用來干細(xì)活的，輕巧地拿著管子吸樣、精準(zhǔn)地操控水下裝置的按鈕、輕輕地捕捉各種珍貴的海底小生物……都是由T4來完成；而大力抓取巖石等重活，就由“擎天神”阿特拉斯來完成。在一段由科考隊(duì)員從海上帶回來的水下視頻當(dāng)中記者看到，某次海底生物取樣過程中，阿特拉斯負(fù)責(zé)端著筐子，T4則抓著網(wǎng)兜，將小螃蟹、小貝殼等生物收集起來，倒入阿特拉斯的筐子，看上去就像人類的左右手。

　　海洋所還自主研發(fā)了一款配套抓斗，T4的手指可以扣住抓斗的上端，操作抓斗去抓取海底的“黑煙囪”?！昂５赘缓蚧锏母邷?zé)嵋簠^(qū)不斷噴涌出熱液，就像一股黑煙，后來慢慢沉淀下來，就會(huì)形成煙囪狀的地貌，它很脆，抓取力度掌握不好容易破碎。”吳岳說。T4帶著抓斗去抓取“黑煙囪”，可以毫不費(fèi)勁，又取樣完整。

　　搭載多種設(shè)備的海底實(shí)驗(yàn)室

　　“發(fā)現(xiàn)”號(hào)是我國(guó)首套4500米級(jí)的ROV，為深海遠(yuǎn)洋科考立下了汗馬功勞?！白鳛橐粋€(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，它實(shí)際上就是一個(gè)搭載體，可以滿足科學(xué)家遠(yuǎn)洋的各種實(shí)驗(yàn)需求?！眳窃缼е浾哒J(rèn)識(shí)“發(fā)現(xiàn)”號(hào)的各個(gè)組成部分，了解它搭載的那些高端設(shè)備。

　　最上端的黃色浮體由玻璃維珠材料做成，這是一種目前海洋設(shè)備廣泛應(yīng)用的浮體材料，搭配一定數(shù)量的鉛塊配重，可以讓“發(fā)現(xiàn)”號(hào)在水里懸停達(dá)到“零浮力”，再借助“發(fā)現(xiàn)”號(hào)上不同方向的6個(gè)推進(jìn)器，實(shí)現(xiàn)在4500米深海范圍內(nèi)的上下騰挪及前進(jìn)、后退。

　　一個(gè)框式的取水器可以近距離精準(zhǔn)定位進(jìn)行水樣采集，它同時(shí)攜帶4組8個(gè)瓶子下潛，下潛時(shí)瓶口開放，當(dāng)“發(fā)現(xiàn)”號(hào)行走到定位區(qū)域，船上的技術(shù)人員通過視頻確認(rèn)采集點(diǎn)后，就會(huì)遙控液壓閥將瓶口關(guān)閉，從而提取足夠的水樣。

　　大約1.5米直徑的旋轉(zhuǎn)吸樣器上還帶著幾只風(fēng)干的鎧甲蝦，顯示出它是生物及泥樣采集的主要工具。兩個(gè)粗大的水管分別連接在吸樣器的進(jìn)水口和出水口上，當(dāng)在海底運(yùn)行時(shí)，它就像一個(gè)巨大的吸塵器，所到之處生物、海水、海底泥沙都悉數(shù)捕獲。一只在海底慢慢游蕩的“小飛象”章魚，一不留神，就被吸引了管道。不過，大家不用擔(dān)心，吸樣器特殊的葉輪泵裝置并不會(huì)把生物打碎，這些小生物在科學(xué)家研究完成后，還被完整地保留成為標(biāo)本館里的樣品。吳岳告訴記者，海洋所的科學(xué)家主要關(guān)注點(diǎn)就是熱液和冷泉兩大特殊區(qū)域的生物生態(tài)環(huán)境，這個(gè)吸樣器不僅能取得看得見的生物樣本，也能取得看不見的微生物樣本，是海洋科考的重要實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

　　另外，“發(fā)現(xiàn)”號(hào)上還有一個(gè)海洋所自主研發(fā)的采樣箱，可以靠液壓驅(qū)動(dòng)開關(guān)箱蓋，非常實(shí)用。

　　實(shí)際上，“發(fā)現(xiàn)”號(hào)可以搭載的實(shí)驗(yàn)設(shè)備遠(yuǎn)不止于此，全國(guó)各地許多參與“科學(xué)”號(hào)共享航次的科學(xué)家，都曾讓“發(fā)現(xiàn)”號(hào)帶著他們的設(shè)備下水，實(shí)現(xiàn)成功海試。

　　兩臺(tái)機(jī)器人海底浪漫追拍

　　“發(fā)現(xiàn)”號(hào)每次下水，都會(huì)收獲驚喜，但留給吳岳最深刻的印象，就是今年7月“發(fā)現(xiàn)”號(hào)ROV與“探索”號(hào)AUV在水下1000米處的一段互拍。ROV是纜控水下機(jī)器人，與母船之間用一根纜相連，AUV是自主式水下機(jī)器人，沒有纜繩，自帶動(dòng)力按既定航道前行。一臺(tái)纜控水下機(jī)器人要在黑暗的海底深處精準(zhǔn)地捕捉到另一臺(tái)根據(jù)預(yù)編程自主航行的水下機(jī)器人，并進(jìn)行跟蹤拍攝，并不容易，這需要“科學(xué)”號(hào)科考船和“發(fā)現(xiàn)”號(hào)ROV同時(shí)都具有非常精準(zhǔn)的動(dòng)力定位能力。

　　然而，科技的浪漫相遇如期而至。當(dāng)天上午9時(shí)許，“發(fā)現(xiàn)”號(hào)在水下1000處找到了自己的小伙伴——大黃魚“探索”號(hào)，它們親密地進(jìn)行了一個(gè)多小時(shí)的互拍，記錄下了彼此的工作狀態(tài)?！皟煞N不同類型的水下機(jī)器人在深海跟蹤互拍，在國(guó)際上尚屬首次?！眳窃勒f，雖然以前在實(shí)驗(yàn)室的水池里也曾見過AUV的運(yùn)行，但海底畢竟地形環(huán)境更加復(fù)雜，水流影響也時(shí)刻變化，可能會(huì)導(dǎo)致水下機(jī)器人運(yùn)行不暢。但是從“發(fā)現(xiàn)”號(hào)實(shí)時(shí)上傳的視頻里看到，“探索”號(hào)在遇到一處海底障礙物時(shí)極為優(yōu)雅的轉(zhuǎn)身，他也禁不住贊嘆：“太美了！”

責(zé)任編輯：劉棟