来自深海的“海人”答卷中国科学报
深夜,马里亚纳海沟。科考船上的探照灯切开浓稠的黑暗,海风裹挟着咸涩的水汽拍打着船舷,所有人的目光都盯着那根细细的光纤——它的一头连着万米之下的“海斗”号,另一头连着船上十几颗悬着的心。从海面到海底,信号延迟不及一秒,但却漫长得像一个世纪。
“深度10000米,图像清晰,整机系统正常。”
操控间里,压抑已久的欢呼声终于爆发出来。
这是2016年,中国水下机器人首次突破10000米深度。在此之前的数十年里,这片地球最深的深渊,只有极少数国家的探测器曾留下惊鸿一瞥。
“海斗一号”即将夜潜,准备从母船甲板吊放入水。沈阳自动化所供图
作为我国最早开展水下机器人技术研发的单位之一,中国科学院沈阳自动化研究所(以下简称沈阳自动化所)被誉为中国机器人事业的摇篮,也是国内水下机器人领域的排头兵。我国第一台水下机器人“海人一号”于1985年在这里诞生。其中,水下机器人研究室团队历经数十载持续攻关,研制的“潜龙”“探索”“海星”“海斗”系列水下机器人装备在深海纵横驰骋,在占地球表面积71%的深蓝色疆域中,刻下了一条从“跟跑”到“并跑”再到部分“领跑”的逆袭航迹。
支撑这条航迹的,是仅有16个字却重若千钧的“海人”精神:求真务实、甘于奉献、团结协作、敢为人先。
从菜窖到深蓝:刻在骨子里的“实”
20世纪80年代,沈阳自动化所的水下机器人研究刚刚起步,那时所里连个像样的实验室都没有。水下机器人研究室主任、党总支书记李智刚回忆,前辈们把食堂的一个菜窖清理出来,灌上水,改造成一个简易水池。就在这个泡菜用的窖池里,中国第一台水下机器人“海人一号”完成了最初的密封性和动作测试。
“当年条件确实简陋。”2000年入所的李智刚,曾去维修一台前辈留下的“金鱼”号水下机器人。翻开厚厚的图纸,他震惊了——今天写几行程序代码就能实现的功能,在那个年代,却全是用硬件电路板一点一点搭出来的。没有仿真软件,没有计算机辅助设计,全靠前辈们一笔一画的手绘和日复一日的试验完成了这些工作。
“他们的智慧,让我满怀敬意。”李智刚说。这是一种“没有条件创造条件也要上”的求实精神的体现。
今天的沈阳自动化所,早已不是当年那个在菜窖里做实验的团队。一个长100米、宽24米、深15米的综合性水池,可以完成大部分性能验证。新所区建设时,万米压力测试车间在周围还是一片工地时,就抢先建成投入使用。
条件改善了,但“实”字从未褪色。它变成了另一种形态——对每一个数据的较真、对每一次出海前的充分论证的坚持。
水下机器人研究室研究员唐元贵说,导师张艾群在退休前反复告诫他:做工程,要从机理上、原理上弄清楚,不能浅尝辄止。“要抓住事情的本质,把学问做深。”这句话,唐元贵记了20年。
2024年,“海斗一号”在南海进行新一轮海试。白天布放,晚上回收,连续十几个小时的高强度作业后,团队没有急着休息,而是围坐在一起分析当天的数据。哪个传感器的读数异常、哪个动作的响应慢了零点几秒……每个疑点都不放过。
“水下机器人是工程性极强的领域,差之毫厘,谬以千里。每一个数据都必须经得起大海的检验。”李智刚说,“我们做研究不是为了发论文,而是为了解决国家真正的需求。”
拿命搏深海的“犟”脾气
水下机器人研究是一项艰辛且充满挑战的事业。一个重大项目往往需要8到10年时间,没有奉献精神吃不了“水下这碗饭”。
这个团队,作出了许多在外人看来近乎“执拗”的选择。
2016年,“海斗”号试验已近尾声。遥控模式下的下潜任务圆满完成,所有人都松了一口气。但此时,距返航还有一个多月。一个念头在担任临时党小组组长的唐元贵心中冒了出来:要不要再往前走一步,挑战自主控制模式下的万米下潜?
这意味着,让“海斗”号自己驾驭自己,去触碰那片从没有人到达过的深渊。
机遇的另一面,则是巨大的风险。下潜,是一场与压力的角力。海水深度每增加10米,便多叠加一个大气压。万米深渊之下,1000倍的压强几乎能碾碎一切常规——仅仅是指甲盖大小的面积,就要承受超过1吨的重量。这个凝聚了数年心血的潜水器,一旦下去上不来,所有的努力就会沉入海底。
深夜,唐元贵拨通了打到沈阳的电话。电话那头,李智刚听完他的想法,毫不犹豫地说:“组织信任你们。情况你们最清楚,大胆决策。组织全力支持。”
这句话,像一颗定心丸。船上,一场争分夺秒的技术攻关随即展开。开启自主控制模式、甲板模拟测试、安全性验证……那些夜晚,讨论声与海浪声交织在一起,直到天明。
一切准备就绪。深度数据开始跳动——8201米、9740米、9827米、10310米……每一次突破,都在刷新中国无人潜水器的下潜深度纪录。而最惊心动魄的一刻,来自最后一次下潜。
“10767米,成功坐底。”
那是中国无人潜水器第一次坐底万米深渊,第一次获取万米以下全海深剖面的温盐深数据。当数据传回的那一刻,唐元贵脑子里只有一个念头——值了!
出海,是对身体与意志的双重考验。每年有两三个月奔赴远海的唐元贵,晕船反应十分强烈,船只航行期间常常食不甘味、寝不安席。但只要试验任务启动,生理上的不适便会被使命感冲淡。“人可以克服身体的困难,因为试验机会不容错过。”
即便是受新冠疫情影响的那几年,这支团队依旧争分夺秒开展攻关。2020年2月7日,“海斗一号”团队成员便复工了,一直封闭工作到4月初,随后直接上船出海,在船上又连续工作了两三个月。回到陆地,又隔离了一个月。半年时间,和家人见一面都成了奢望。
“那段时间,别说节假日了,连和家里人视频通话都得抽空。”唐元贵回忆起那段日子时说。这种全力以赴的投入,让“海斗一号”在2020年成功下潜到万米深渊。
副研究员朱宝彤2014年入所,最早从事“探索1000”水下航行器(AUV)的硬件系统设计工作。他回忆早期出海试验的经历时说:“那时候条件艰苦,租的都是渔船或小型工程船,船小、浪大,晕船晕得厉害。”但让他感动的是,整个团队没有一人退缩。“大伙儿都难受,但都相互支撑着,咬着牙把该验证的项目一个个做完。”
有人问李智刚:现在的年轻人还能不能吃这种苦?
“我们有个‘90后’小伙子叫王健,现在已经是‘海斗一号’科学应用项目的总师和任务领队了。”李智刚说,“传承这件事,不是靠说教,是靠行动。你带着他们干,他们自然就跟上了。”
这些年来,团队里有人在海上度过了4个春节,有人出海数月才归来,黝黑消瘦的面容让年幼的孩子认不出自己的爸爸。他们把背影留给了家人,却把目光投向那片深蓝。
一条小艇上的“生死之交”
2024年,朱宝彤参与了一个国家重点研发计划项目。由于体量太大,海试时需要两条科考船同时保障。部分人员、设备需要在两船之间转运,靠的是一条小艇。
“海浪涌起来的时候,小艇和大船船舷的落差能有两三米。浪大的时候,浪头比小艇还高。”朱宝彤描述着那个场景——每天人员上下小艇,在两船之间穿梭,稍有不慎就有坠海的危险。但就是在这样的环境下,海试现场十几家合作单位,硬是无缝配合,完成了所有测试。
“经过这样的‘生死打拼’,团队的凝聚力完全不一样了。”朱宝彤说。
团结协作,是刻在这支团队骨子里的基因。
从第一代水下机器人开始,沈阳自动化所就不是单打独斗。中国科学院声学研究所、哈尔滨工程大学、上海交通大学、中国船舶科学研究中心……全国最优势的力量集结在一起。“各有所长,互为主体。”李智刚这样形容这种合作模式。
在所里和研究室内,这种协作也无处不在。“海斗一号”要实现万米海底作业,需要机械臂。做机械臂的是另一个团队,但项目一来,界限立刻消失。“大家完全依托项目来做事,没有什么部门或小组之间的区分。”唐元贵说。
有一次海试,遇到风浪,回收设备时非常危险。按说每个人都有自己的岗位职责,但那一刻,船上所有人都主动冲了上来。“没有人说‘这不属于我的活儿’。”李智刚回忆,“大家一起上,最后安全回收。在我们这儿,成功是大家的成功,失败也是大家的事。”
这种氛围,不是一天形成的。
每次出海前,李智刚都会把大家召集在一起,与大家分享“海人”精神。“时间长了,就形成了文化氛围。”他说。更值得一提的是,这支团队把临时党组织建在了实验船上。2024年12月的一次海试中,临时党小组在船上定期开会,不仅研究技术问题,还学习学风作风。李智刚在摇晃的船舱里讲了一堂党课,主题就是“‘海人’精神与党建科研融合”。
“在海试的工作环境下开展这样的学习,让人充满力量。”一位参航队员事后说。
团队还有一个传统——“海人”论坛。论坛不只讲技术,还让出海回来的人分享经历和体会。去年,一位去北极科考的同事分享说,在船上,他经常主动帮别人干活,在关键时刻,其他单位的同事同样会提供帮助。“在这样的特殊环境下,协作不是选择,而是必需。”这个分享让很多年轻人深受触动。
在没人“走过”的海里,蹚出一条路
2014年,当唐元贵接到做全海深水下机器人的任务时,第一反应是“压力山大,不敢接”。
“导师张艾群鼓励我说,‘好多工作不是有人做过了你才做,恰恰是没人做过,你做了才有可能取得突破。当年蒋新松院士做6000米水下机器人,压力不比你现在小’。”唐元贵说。
张艾群还讲了一个细节:20世纪90年代,团队里只有少数人见过计算机。有时候,蒋新松半夜突然想起一个问题,就直接去敲懂计算机的同事的门,“这个问题你用计算机给我算一下”。没有手机、没有电子邮件,大家就靠这种“原始”的方式聚在一起,硬是闯过了6000米的技术难关。
“他们在‘一穷二白’的年代都能做,我们现在有基础、有条件,为什么不能做?”导师的这句话让唐元贵和团队静下心来,接受了挑战。
真正的难题一个接一个。从浸油式控制系统到微细光纤通信,从万米耐压材料到深渊精细操控,每一个技术节点都没有现成答案,只有反复试错、迭代,再试错。
2016年,当深度从6000米一点点跳到10000米的那两三个小时里,操控间里安静得能听见心跳。每下潜一米,所有人的心都跟着扑通一声。当数字最终冲破10000米时,整个操控间沸腾了。
“所有人的眼睛里都闪着泪光。”唐元贵回忆那一刻说,“从6000米到10000米,我们走了三十多年。这是站在前辈肩膀上,打通了最后的4公里。”
“海斗”号拍回了中国人第一段万米海底视频,第一次拿到了万米深渊的温盐深数据。更重要的是,它证明了中国人不仅能到达万米海底,还能在万米海底作业。
紧接着,他们又完成了“海斗一号”的研发工作。“海斗一号”搭载着机械臂,在万米海底实现了遥控作业——抓取样品、布放设备,真正做到了“指哪儿打哪儿”。
而更让这个团队骄傲的,是年轻人的成长。
“‘90后’的思维特别活跃,他们会用人工智能、大数据这些新工具来解决问题。以前我们花半天或一天处理的数据,他们十几分钟就能搞定,效率和精度都大幅提升。”朱宝彤观察到,这些年轻人不仅技术能力强,更重要的是他们对“海人”精神的认同,不是靠灌输,而是靠感染。
“不用天天喊口号。”唐元贵说,“我们在前面冲,他们在后面看,看着看着就跟上来了。海上遇到风浪,大家抢着干活,没有一个年轻人退缩。”
真正的“海人”精神,不是写在墙上的标语,而是一代代人用汗水、泪水和智慧,在深海里刻下的航迹。
而这条航迹,正从中国东北的实验室出发,穿过太平洋,跨过惊涛骇浪,向着更深更远的未知,一路延伸。


