在第十七届全国大学生创新年会上，由东北大学机械工程与自动化学院赵群超老师指导，秦浩轩、段昱冰、吕智锋、崔欣欣、夏一凡组成的学生团队共同研发的“一种基于仿生的水下柔性推进装置”获得“我最喜爱的项目”奖项。这种装置利用仿生技术，通过借鉴自然界的设计，兼具实用性和功能性，不但可以为水产养殖提供水质检验测试能力，而且能在保证清理能力的同时不会对海底生物造成了严重的伤害，为广大水产养殖工作者提供便利。
洞察生产难题存，创新实践破迷津。仿生团队深知水产养殖者面临的困境：每年因水质问题导致巨大损失的案例比比皆是，极大地影响了水产养殖业的经济收入。因此，团队怀着一定要为辛劳的水产养殖者打造出一种真正合适的水质检验测试产品的决心，坚定地踏上了科研征程。团队研究目标是为水产养殖者提供较为可靠的水质检测解决方案，同时保护水下生态环境。“传统的带涡轮式的水下机器人存在着噪音大、对水体扰动大、极度影响水下生物生活的缺点，我们从2022年开始就想通过制造一种仿生的水下机器人来完成水产养殖中水质监测和清理的任务。”段昱冰介绍。为应对这样一些问题，团队尝试从自然界的生物中寻找一种更为生态友好的解决方案。水生生物在亿万年的进化过程中具有了独特的运动方式和适应机制，这些特性为团队提供了仿生灵感，成为关键的创新来源——通过模拟水生生物的运动模式，让仿生水下机器人能在保持高效运行的同时明显降低对水体的干扰，展现出更优的适应能力。团队着重关注青蛙和龙虾的特性。青蛙以高速游动且对水体扰动极小的特点成为设计的核心参考，由于具有特殊的游动方式，能够在不破坏周围环境的情况下快速移动，为水产养殖中的水质检测提供了技术方向。基于这种特性，团队设计出了一款仿生青蛙机器人，能够在水中快速移动，并搭载相关设备，对水质进行精准监测。龙虾作为典型的底栖生物，其独特的半游半爬运动特性为水底采样和清理模块提供了设计思路。水下机器人通过模仿龙虾的运动模式，就能够在复杂的水底环境中灵活操作，完成水体清理和样本采集任务。
科研征途多挑战，团队齐心共钻研。研发过程中，一个个技术难题如座座高山横亘在团队面前，仿生青蛙机器人的控制管理系统设计便是其中一大挑战，“在最初的设计时，控制管理系统和机器人本身是分开的，但是在实际应用过程中发现这样会对机器人的运动导致非常严重干扰。”吕智锋说。面对这一难题，团队没有退缩，而是全身心投入到技术改进中。经过反复研究和多次试验，对机器人内部空间进行精细优化，不断迭代升级。每一次改进都是对技术的挑战，每一次试验都是对耐心的考验，但他们始终坚持不懈。最终，团队成功将控制管理系统集成于机器人内部，使其在水中的灵活性得到了大幅度的提高。在项目推进过程中，团队内部意见不统一的情况时有发生。在备赛期间，时间紧任务重，在一些问题的决策方面，成员们时常会有不同的观点和想法。每当出现分歧，他们会客观地展开讨论，充分阐述各自观点，认真倾听他人的想法，考虑各种各样的因素后寻求最佳解决方案。通过这样的方式，团队不仅化解了矛盾，还在交流中增进了彼此的理解和信任，提升了工作效率。在科研的漫漫长路上，小组成员深刻体会到了团结的力量。在创新年会前一天晚上，参展的仿生机器人在运输中意外受损，突如其来的变故让大家的心瞬间揪紧。但在短暂的慌乱后，成员们迅速冷静下来，默契地分工合作，寻找解决方案，他们凭借着对彼此的信任和深厚的团队默契，在紧张的氛围中争分夺秒地抢修机器人。当成功修复机器人的那一刻，成员们感受到了前所未有的安心与成就感。这个夜晚成为了他们科研旅程中最难忘的时刻，他们了解，只要整个团队劲往一处使、心往一处想，就会爆发出强大的力量。实验室里的研究过程虽然枯燥，但是小组成员们却乐在其中。“我们大家都希望用我们的作品造福许许多多的水产养殖工作者，在实地调查养殖情况时我们得知，即使微小的差错都可能会引起巨大的损失，一年的努力就可能付之东流，所以我们大家都希望能真正为他们排忧解难。”崔欣欣说，“看到大家用我们的产品实际做到了有问题及时有效地发现、有异常及时解决，最终使得水产增产，就觉得所有的努力都是值得的。”夏一凡也表示：“当遇到瓶颈的时候，我们最喜欢的打气方式就是一起唱歌，将心中所有的阴霾唱出来，之后我们会用更好的状态投入到下一阶段。”
科技推动时代向前，时代引领科技发展。团队的仿生水下机器人为水产养殖带来革新，精准监测水质的同时，其低扰动性也维护了良好养殖环境。水下机器人能够对水产水域进行全天的监控，最大限度及早发现很多问题，同时，采集到的数据通过实时的数据回传进行监控，还能够将整个水域的水体质量情况进行建图，更加直观地反映水体情况，助力养殖户精准把控水质变化，降损增产。团队主动和企业沟通交流，将仿生技术详细地介绍给企业，让他们看到其中的价值。“在这样的一个过程中，我热情参加到技术评估环节，和专业技术人员一起构建合理的标准体系，保证技术在实际应用中的质量和稳定能力。同时，也会重视知识产权方面的动态，保护好我们的创新成果，以此来激励团队更加积极地推动技术走向市场，使仿生技术顺利地在各个产业中落地生根，发挥出实际的生产效能。”负责与企业对接的小组成员段昱冰介绍。
历经一年的迭代，团队收获的不仅是荣誉，更有宝贵创新经验。从机器人控制管理系统集成化革新，到外壳仿生设计优化，每一步都是探索与突破。过往的经历赋予团队良好的技术沉淀与无畏的勇气，他们将敏锐洞察行业需求，持续深挖仿生科技潜能。团队将融合多元学科智慧，拓展功能边界，提升智能水平，以创新驱动产业升级，继续探索和突破，用实际行动展现担当，书写仿生科技崭新篇章，为海洋事业贡献更多智慧与力量。
东北大学信息科学与工程学院智能感知与传感器科研团队经过十余年不懈努力，在光纤传感器原理与方法研究领域不断取得重大突破，相关科研成果处于国际领先水平，已在服务国家海洋强国战略和保障人民生命健康等领域开展了示范应用。
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