2025年10月15日，中國(guó)國(guó)際大學(xué)生創(chuàng)新大賽（2025）總決賽落幕，鄭州大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院參賽項(xiàng)目“敖丙——基于仿生海蛇的智能海洋管道檢測(cè)機(jī)器人”榮獲高教主賽道本科生創(chuàng)意組金獎(jiǎng)。這份榮譽(yù)的背后，是團(tuán)隊(duì)成員16個(gè)月的日夜奮戰(zhàn)，是學(xué)校與學(xué)院的鼎力支持，更是腳踏實(shí)地解決問(wèn)題的實(shí)踐。

緣起深海：仿生靈感破解行業(yè)痛點(diǎn)

2023年10月，世界航海裝備大會(huì)在福州舉辦。機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院2023級(jí)本科生曹森在參觀(guān)展會(huì)時(shí)，在中海油展臺(tái)看到水下導(dǎo)管架與海油生產(chǎn)系統(tǒng)模型上銹跡斑斑的模樣，內(nèi)心受到巨大沖擊?！皞鹘y(tǒng)海洋管道檢測(cè)設(shè)備受限于剛性結(jié)構(gòu)，體積大且不夠靈活，無(wú)法進(jìn)入復(fù)雜的水下網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，很多檢測(cè)盲區(qū)就像定時(shí)炸彈?！辈苌貞浀?。當(dāng)時(shí)了解到管道泄漏事故造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)破壞，一個(gè)強(qiáng)烈的念頭在他心中萌生：要研發(fā)出能破解這一難題的新型檢測(cè)設(shè)備。電氣與信息工程學(xué)院2023級(jí)本科生黃奧博與曹森先前有過(guò)多次科研的合作，在了解曹森的想法后，他與曹森一拍即合，團(tuán)隊(duì)的技術(shù)組也隨之成型。在長(zhǎng)達(dá)16個(gè)月的科研歷程里，兩人攜手負(fù)責(zé)項(xiàng)目核心技術(shù)的攻關(guān)。

經(jīng)過(guò)反復(fù)考量，陸地仿蛇機(jī)器人在救援探測(cè)中展現(xiàn)的狹窄縫隙穿梭能力給了他們啟發(fā)?！瓣懙厣系姆律邫C(jī)器人能穿過(guò)復(fù)雜縫隙進(jìn)行救援探測(cè)，而海洋里海上平臺(tái)復(fù)雜的水下結(jié)構(gòu)與陸上縫隙也有相似之處。”曹森解釋道，水下不僅有導(dǎo)管架，還有相應(yīng)的電纜管線(xiàn)和海油生產(chǎn)系統(tǒng)，整體是一個(gè)非常復(fù)雜的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這讓傳統(tǒng)設(shè)備難以全覆蓋檢測(cè)點(diǎn)位，而海蛇的線(xiàn)性、柔性結(jié)構(gòu)可靈活穿梭狹窄縫隙的特性恰好能彌補(bǔ)這一短板。由此，“基于仿生海蛇的智能海洋管道檢測(cè)機(jī)器人”項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生。

“評(píng)委說(shuō)我們做的是仿蛇機(jī)器人，蛇與龍相近，中國(guó)人都有‘躍龍門(mén)化龍’的美好寓意，不如起個(gè)更有氣魄的名字。”曹森笑著說(shuō)，項(xiàng)目開(kāi)始名為“靈蛇”，后來(lái)在學(xué)校國(guó)創(chuàng)賽培訓(xùn)過(guò)程中，經(jīng)評(píng)委建議，最終定名“敖丙”。這個(gè)名字既含有評(píng)委對(duì)他們的鼓勵(lì)，也寄托了他和搭檔對(duì)于項(xiàng)目最終能夠“躍龍門(mén)、成大器”的期許。

百煉成鋼：“剛?cè)狁詈稀蓖黄萍夹g(shù)瓶頸

“模型畫(huà)得再好，實(shí)物裝不起來(lái)也是白搭?！辈苌莱隽恕鞍奖毖邪l(fā)初期的核心挑戰(zhàn)。為了將構(gòu)想轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)，精密的零件、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、刁鉆的安裝角度等一系列問(wèn)題讓團(tuán)隊(duì)成員一籌莫展。“最初的樣機(jī)光是零件費(fèi)用就花了六七萬(wàn)元，萬(wàn)一組裝不上，機(jī)器無(wú)法使用怎么辦？”曹森坦言。在連續(xù)5天反復(fù)調(diào)試、解決了上千個(gè)誤差后，他一開(kāi)始的焦慮煙消云散，第一代樣機(jī)也終于成功問(wèn)世。

最初為了模仿海蛇的柔性、線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，團(tuán)隊(duì)嘗試了利用純?nèi)嵝攒涹w結(jié)構(gòu)來(lái)通過(guò)狹縫。雖然這種結(jié)構(gòu)的狹縫通過(guò)率高，但實(shí)驗(yàn)室造波池測(cè)試的輕微海浪擾動(dòng)，便足以讓模型失控；純剛性結(jié)構(gòu)穩(wěn)定卻缺乏靈活性。經(jīng)過(guò)反復(fù)研討和測(cè)試，他們最終確立“剛?cè)狁詈稀钡募夹g(shù)路線(xiàn)，創(chuàng)新采用充氣結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)調(diào)整柔性度，根據(jù)海底海況實(shí)時(shí)適配剛?cè)岵牧纤急壤?，讓同一產(chǎn)品能適用于不同工況。既解決了純?nèi)嵝越Y(jié)構(gòu)失控問(wèn)題，也增強(qiáng)了產(chǎn)品的工程效用。

海水腐蝕是海洋設(shè)備的主要天敵，團(tuán)隊(duì)在防腐技術(shù)上同樣也下足了功夫。最初采用的鋁合金材質(zhì)雖能滿(mǎn)足1000米水深以?xún)?nèi)的基本需求，但防腐性能仍有提升空間?！拔覀兒椭性P(guān)鍵金屬實(shí)驗(yàn)室交流時(shí)，了解到鋰鎂合金的優(yōu)勢(shì)，它和鋁合金在1000米水深內(nèi)性能相近，但更輕便、防腐性更好。”曹森介紹，經(jīng)過(guò)對(duì)比研究，他們最終確定“鋰鎂合金+基材加涂層”的雙防腐結(jié)構(gòu)，提升了設(shè)備的抗腐蝕能力。

從圖紙落地到技術(shù)升級(jí)，“敖丙”的每一步成長(zhǎng)都凝聚著團(tuán)隊(duì)成員的心血。剛?cè)狁詈辖Y(jié)構(gòu)的確定、雙防腐體系的構(gòu)建……共同為機(jī)器人的穩(wěn)定運(yùn)行夯實(shí)基礎(chǔ)。這份攻堅(jiān)克難的經(jīng)歷，讓團(tuán)隊(duì)凝聚力不斷增強(qiáng)，更為項(xiàng)目積蓄了迎接更高規(guī)格考驗(yàn)的力量。

國(guó)創(chuàng)摘金：腳踏實(shí)地積蓄團(tuán)隊(duì)底氣

項(xiàng)目的推進(jìn)離不開(kāi)多學(xué)科力量的匯聚。在這條攻堅(jiān)之路上，團(tuán)隊(duì)成員雖來(lái)自不同專(zhuān)業(yè)，卻因共同的熱愛(ài)而凝聚，形成了“機(jī)械+電控+商業(yè)”的協(xié)同作戰(zhàn)模式：機(jī)械專(zhuān)業(yè)同學(xué)負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件加工與整體組裝；電控團(tuán)隊(duì)專(zhuān)注電路調(diào)試、傳感器部署與算法優(yōu)化；管理學(xué)院成員則承擔(dān)商業(yè)架構(gòu)與項(xiàng)目書(shū)撰寫(xiě)，確保項(xiàng)目在賽事評(píng)審中展現(xiàn)“產(chǎn)學(xué)研用”全鏈條價(jià)值。

團(tuán)隊(duì)的背后，是鄭州大學(xué)持續(xù)構(gòu)建的科創(chuàng)培育體系和學(xué)院的大力支持。機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院專(zhuān)程委派指導(dǎo)老師團(tuán)隊(duì)，為這一深海機(jī)器人項(xiàng)目提供全方位護(hù)航：王軍雷老師聚焦水下機(jī)器人技術(shù)指導(dǎo)，王定標(biāo)、王光輝老師帶領(lǐng)成員掌握金屬3D打印核心技術(shù)，王奇帥、張珂、崔超老師等在資金協(xié)調(diào)、項(xiàng)目培育、企業(yè)對(duì)接等方面提供堅(jiān)實(shí)支撐。在項(xiàng)目培育的第二階段，評(píng)委老師指出項(xiàng)目“落地實(shí)踐不足”，團(tuán)隊(duì)快速補(bǔ)齊這一應(yīng)用性短板：他們通過(guò)深化與洛陽(yáng)未來(lái)能源科技等企業(yè)的合作，補(bǔ)充實(shí)地測(cè)試數(shù)據(jù)，完善“研發(fā)—測(cè)試—應(yīng)用”閉環(huán)，最終憑借扎實(shí)的技術(shù)積累和清晰的發(fā)展規(guī)劃斬獲高教主賽道本科生創(chuàng)意組金獎(jiǎng)。

“傳幫帶”是團(tuán)隊(duì)一以貫之的優(yōu)良傳統(tǒng)。依托深藍(lán)科技部搭建的“深藍(lán)云盤(pán)”——一個(gè)匯集歷屆工作記錄、經(jīng)驗(yàn)筆記與實(shí)驗(yàn)參數(shù)的共享平臺(tái)，新成員得以快速跨越知識(shí)隔閡，融入項(xiàng)目前沿。機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院2024級(jí)本科生趙靚薇通過(guò)曹森項(xiàng)目的考核后，成為該團(tuán)隊(duì)的一員。她從零件設(shè)計(jì)、參數(shù)調(diào)試等基礎(chǔ)工作起步，通過(guò)頻繁請(qǐng)教、查閱資料、參與測(cè)試，逐步成長(zhǎng)為團(tuán)隊(duì)中堅(jiān)力量?！罢沁@種傳承機(jī)制，讓我迅速理解項(xiàng)目全貌，也感受到團(tuán)隊(duì)的溫度?！壁w靚薇談道。

在16個(gè)月的研發(fā)過(guò)程中，兩位項(xiàng)目創(chuàng)始人放棄了所有假期，扎根實(shí)驗(yàn)室日夜攻堅(jiān)。曹森與黃奧博長(zhǎng)期并肩熬夜調(diào)試，共同突破無(wú)數(shù)技術(shù)難關(guān)；跨專(zhuān)業(yè)成員在協(xié)作中相互學(xué)習(xí)，機(jī)械專(zhuān)業(yè)的同學(xué)掌握了電控知識(shí)，電子信息專(zhuān)業(yè)的成員熟悉了機(jī)械原理，形成潛移默化的技術(shù)融合。

“對(duì)科創(chuàng)的純粹熱愛(ài)，是我們最核心的凝聚力?！秉S奧博表示，“而學(xué)校和學(xué)院的持續(xù)支持，則讓我們能心無(wú)旁騖地專(zhuān)注研發(fā)。”

如今，國(guó)創(chuàng)賽雖已落幕，但“敖丙”團(tuán)隊(duì)的腳步并未停歇。他們將繼續(xù)秉持“腳踏實(shí)地，純粹熱愛(ài)”的精神內(nèi)核，持續(xù)推進(jìn)機(jī)器人的技術(shù)優(yōu)化與應(yīng)用拓展，向著“兩年成型、三年啟市、五年見(jiàn)效”的戰(zhàn)略目標(biāo)穩(wěn)步邁進(jìn)。

“敖丙”項(xiàng)目的成長(zhǎng)歷程，是鄭州大學(xué)對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)每一份熱愛(ài)的精心培育、對(duì)科創(chuàng)項(xiàng)目每一份創(chuàng)意的執(zhí)著守護(hù)的生動(dòng)體現(xiàn)。從深藍(lán)學(xué)生創(chuàng)新中心的平臺(tái)支撐，到指導(dǎo)老師團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)業(yè)引領(lǐng)，從學(xué)院委派的培育導(dǎo)師，到“傳幫帶”的薪火相傳，學(xué)校與學(xué)院共同構(gòu)建起一片讓創(chuàng)新種子生根發(fā)芽的沃土。正如曹森所言：“熱愛(ài)的力量，足以照亮前路；學(xué)校的支持，讓我們敢于做夢(mèng)，也學(xué)會(huì)踏實(shí)追夢(mèng)。”（魏子華鄧宗瀚撰稿）

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