本网讯（通讯员：周文龙  胡涵）近日，郑州大学“窟潜灵眸”本科生团队研发的六驱全自由度碟形水下机器人，凭借跨场景适配的原创技术，同时在小断面有压输水隧洞带水不停输检测、岩溶溶洞复杂水域探测两大核心领域完成实地验证，打破国外品牌在极端复杂水域水下装备的长期垄断，为国家水网安全运维、岩溶地质科考与应急保障提供全自主国产化解决方案，引发行业广泛关注，项目负责人为周文龙。

图1 机器人水下作业实拍图

这两大领域既是国家水网建设、地质灾害防治的核心刚需，也长期面临高度一致的行业堵点：南水北调配套工程等输水隧洞内径普遍不足1.5米，带压运行时无法停水检修，传统设备体型过大、抗流能力不足，难以完成带水精细化作业；岩溶溶洞通道狭窄、暗流无规则、水体高浑浊昏暗，传统设备要么无法穿梭狭小空间，要么在湍流中姿态失控、视觉失效，最终只能依靠高风险的人工潜水作业。“两个场景应用场景不同，但核心痛点完全一致：极端复杂水域下，设备的通过性、稳定性、感知能力三大核心难题，这也是行业长期无法突破的卡脖子瓶颈。”周文龙介绍。

针对两大场景的共性痛点，团队以董敏老师为技术顾问，依托图像处理、智能控制领域的专业积累，历时两年多跨学科攻关，打造出可适配多类复杂水域的通用型水下机器人平台。结构上，创新采用高对称碟形仿生构型，经十万组流体仿真优化，将设备最小作业空间压缩至50cm，可灵活穿梭隧洞狭窄断面与溶洞狭小通道，解决传统设备“进不去”的难题；控制上，自主研发“瀚海”全向抗流系统，融合自适应控制算法，可实时预判湍流冲击，4节强流环境下姿态误差控制在±1.5°以内，适配隧洞恒定水流与溶洞无规则暗流，攻克“稳不住”的核心瓶颈；视觉上，优化高浑浊水体图像增强与目标检测算法，实现图像清晰度提升75%、目标识别准确率≥96%，兼顾隧洞缺陷检测与溶洞环境探测，解决“看不清”的行业痛点。项目成员胡涵回忆，为优化碟形结构的抗流性能，团队连续一个月泡在实验室调整参数、反复仿真测试，最终实现结构与抗流性能的最优平衡。

图2 团队成员进行算法系统优化

目前，该机器人已完成双场景实地验证，技术通用性获一线单位充分认可。在河南南水北调配套输水隧洞试点中，设备完成带压不停输状态下的裂缝、结构缺陷检测，作业效率较传统人工提升8倍以上，大幅降低运维成本与安全风险；在广西岩溶溶洞科考项目中，设备完成狭窄通道穿梭、水下地形三维建模、地质采样辅助等作业，为溶洞科考与地质灾害排查提供智能化手段。项目成员席思远介绍，截至目前，项目已与多家水利运维、地质科考单位达成正式合作，累计意向订单超300万元，团队摒弃单一硬件销售模式，打造“整机出售+定制化服务”的商业闭环，大幅降低专业水下装备的应用门槛。

图3 机器人夜间巡航测试模拟复杂环境

作为全本科生跨学科团队，成员来自电子信息、机械工程、计算机、人工智能、力学等多个专业，采用“模块负责制+场景联调”的协作模式，在一次次实地测试与通宵调试中完成技术突破，彰显了新时代大学生的科创能力与报国担当。技术顾问董敏老师表示，项目不仅实现了复杂水域水下作业技术的原创突破，更完成了“课堂知识-科研攻关-产业落地”的全链条转化，是高校科教融汇、产教融合育人成果的生动体现。

图4 团队成员（部分）合影

当前，随着国家水网建设、海洋强国战略深入推进，复杂水域水下智能装备需求持续增长。周文龙表示，未来团队将持续聚焦技术迭代，优化设备跨场景适配能力，拓展更多复杂水域应用场景，加快国产化装备量产落地，用青春科创打破国外技术垄断，为国家水下安全防线筑牢技术根基。