8月21日是大冰站作业的第4天。经过前几天的钻冰挖洞，来自中科院沈阳自动化研究所的考察队员曾俊宝在来自东海分局的考察队员吴文彬、中国极地研究中心的考察队员唐学远、“雪龙”船船员刘少甲等人的协助下，已经在距“雪龙”船左舷100多米的浮冰上挖出了一个长1.4米、宽0.9米的冰洞，并接通电源、搭建好了
机器人起吊支架和操作平台等工作环境，准备今天进行水下
机器人的冰下观测作业。得知消息后，记者特意到他们的作业点进行了采访。
船时上午8时（北京时间4时），为了确保机器人有足够的电能自主航行，曾俊宝来到冰面对机器人的电池进行了更换，并根据昨天配平的情况，为机器人增加了配重。陏后，曾俊宝和唐学远一起将机器人吊放到了冰洞中，看到机器人在水中可自主下潜后，他解开旁边的吊绳，将机器人的光纤收放工作交给唐学远，自己跑到放水面操作平台的蓝色集装箱内，向机器人发送事先编好的在水下8米航行10米折返的使命程序。在操作平台的电脑显示屏上，可以看到水下机器人接到指令后，开始以每秒0.5米左右的速度向10米坐标点进发，很快便到达目标位置并开始折返。从搭载的后摄像头发回的照片可以看到，洞口在渐渐变远后又渐渐变近。不到1分钟，机器人就完成10米航行回到原点。曾俊宝又向机器人发出了航行50米折返的使命程序，机器人用不到5分钟时间就完成了任务。见监视器中机器人发回的图像画面不是很清晰，曾俊宝将机器人航行的深度减小到了6米后，又向机器人发出了100米折返的使命程序。这一次机器人发回的冰下图像明显清晰多了，可以看到与水面的冰呈淡淡的蓝色、看起来凹凸不平，在机器人航行经过之处还可以看到强光带。曾俊宝说：“那是一条冰裂隙。在合适的高度，机器人甚至可以拍到冰层里的气泡。上次北极科考上就拍到了冰层里有气泡的图像。”
在将机器人回收后，曾俊宝告诉记者，水下机器人“北极ARV”是沈阳自动化研究所在国家863计划支持下开发研制完成的，已两次参加北极科考。为了备航本次科考任务，课题组对机器人进行了适应性改造，目前的水下机器人体长1.07 米、宽0.65米、高0.92米，重约180公斤，体积和重量均减少了一半。同时，对它的推进器方位也进行了重新布置，增强了航行的机动性，使其在冰下航行更加灵活，更便于冰洞下潜与回收。
船时下午3时多（北京时间11时多），在海冰考察队员完成对光通量测量仪、CTD仪等设备的调试后，曾俊宝开始按事先设计好的折返点，操作机器人执行冰下观测作业任务。此次机器人按照预定的航行区在100米乘50米的范围内，以冰下6米的深度和1节的速度在目标作业点上作“之”字折返运动，并选择1个作业点进行深度为50米的垂直面运动，总航行距离达到了1公里多。帮助科考人员获得了利用传统设备，在冰面无法获取的冰下海冰物理特性和水文、光学特性的同步观测数据和资料。在航行过程中，机器人还拍到了同在冰面作业的海冰生物组，悬挂在水下的培养瓶。曾俊宝表示：“由于今天机器人的下水作业时间较晚，所以只完成了一半的作业任务。明天他们将继续完成剩下的100米乘50米冰下考察作业任务。”
