随着人类对海洋与陆地衔接的浅水及滩涂等两栖环境的探索和开发，各行业对两栖开发设备的需求不断增长。水陆两栖机器人因能适应陆地、水中及水陆过渡地形等环境在科学研究、环境监测等领域有不可替代的作用。因此研究在水陆两栖复杂环境下具备良好机动能力和自主控制能力的两栖机器人对于近海领域的发展具有重要的意义。为实现水陆两栖机器人的研发，中北大学科技研究团队针对近岸浅滩等两栖环境，仿照螃蟹的外形和结构，设计了一款水陆两栖履带螺旋桨式多功能探索机器人，该款机器人更加灵活智能，拥有陆上、水下作业能力，可广泛利用于各种高风险的任务执行中，如两栖环境探测、污染探测、地质勘探、重大自然灾害后的搜索与研究、科学研究调查等。
近年来，随着人工智能和自动化技术的快速发展，水陆两栖机器人逐渐成为研究热点。中北大学机械工程学院的李亚男、梁芮源，仪器与电子学院的唐宝钧和闫晗，四名同学顺应时代发展需求，就此开启了研究“探行两界—多功能探索机器人”项目。
项目筹备过程中，团队在王子威老师的带领下，各成员齐心协力，各司其职，踏上了探索科技与社会需求的交汇之旅。此次项目的核心目标是研发一款集水陆两栖功能于一体的多功能履带机器人，旨在满足复杂环境下的作业需求。为了确保项目的顺利推进，李亚男和梁芮源两位同学承担起了项目规划的重任。他们深入钻研，查阅资料，从科技前沿到社会需求，从项目背景到市场前景，积极交流想法，碰撞出智慧的火花。经过反复推敲和精心构思，编写出一份详细且有规划的项目计划书。这份计划书不仅明确了项目的整体框架和具体步骤，还细致安排了时间节点和资源调配，为项目的后续开展制定了清晰的路线图。
同时，团队成员共同进行机器人实物制作，针对硬件选型，机器人外形设计及材料选型，履带选材等进行充分讨论与实践，不断改进与优化，将模型图变为实物。在技术创新方面，闫晗和唐宝钧两位同学进行技术难关的攻克，他们深知技术创新是项目成功的关键，努力研究基于贝叶斯网络的自主决策方案，并完成贝叶斯网络自主决策模型的构建，同时针对水陆两栖机器人进行相应的软件控制设计，主要设计为上位机软件、下位机主控制器软件和从控制器软件三部分，不断进行算法优化与创新应用，以此实现机器人的信息采集、运动等功能，为项目的成功奠定了坚实的技术基础。
经过几个月的研究和努力，团队于2024年12月成功完成了多功能探索机器人的研发，“探行两界—多功能探索机器人”项目圆满完成。
该款机器人具有高稳定性、多功能性、高灵活性，在创新性设计方面，机械爪采用三爪式六自由度结构设计，仿照人的胳膊，每个关节通过相应的电机和传动装置实现精确的运动控制，提高抓取成功率和稳定性；自带照明和光学传感器，实时传输水下图像，确保在光线不足或夜间环境下仍能进行有效作业。
高效动力与低耗结合：横纵八个无刷电机控制机器人在水中的平衡及方向，无刷电机与大电流电调的组合，既保证了动力输出，又实现了能耗控制的最优化。
模块化设计：机器人的各个功能模块采用模块化设计，便于维修和升级。用户可以根据实际需求，更换或添加不同的功能模块，以适应不同的探索任务。这种设计使得机器人具有更高的灵活性和可扩展性。
多功能履带设计：采用克里斯蒂悬挂系统及四悬挂联合，减小设计空间，最大限度增强行进平稳性，增强作业能力。当机器人两侧履带任意一侧驱动轮单独驱动即可实现转向，具有行动平稳、牵引力大、转弯半径小和对巷道适应性强等特点。
该机器人能够适应多种环境，如沙滩、水域等，这使得它们在灾害救援、环境监测等紧急情况下能够发挥关键作用，高效运作，保障公共安全，同时提高工作效率，减少人力成本。
水陆两栖机器人的研发和应用代表了先进制造业和机器人技术的重要进步，这些技术的发展不仅推动了相关产业的技术升级，还创造了新的就业机会和经济增长点。也推动了相关学科的进步和人才培养，为相关领域的技术人才提供了新的研究方向。同时机器人的研发也将推动相关产业链的发展，如电子元器件、材料科学、软件开发等，促进良性产业生态的形成，直接、间接促进技术创新和产业升级，具有显著的社会效益和经济效益。
团队成员之间分工合作，利用所学专业知识，不断攻坚克难，完成产品研发，未来我们将秉持初心，秉持着中北大学“致知于行”的校训，以无畏的勇气、创新的思维，继续探索未知领域，以行动践行知识、创造价值。
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