http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-10 05:13:57 來源:中國科學報
在剛剛結束的我國第六次北極科考中,由中科院沈陽自動化所研製的“北極arv”水下機器人一顯身手,先後三次自主完成長期冰站指定海冰區的海冰厚度、冰底形態、海洋環境等參數測量工作。此前,青島羅博飛海洋技術有限公司的飛魚號水下機器人還進行過水上事故搜救。
不需要呼吸氧氣,也不需要休息,能實時傳回水底信息……這都是水下機器人的神奇之處。近年來,在水下搜救、海底勘探、水麵應急處理等方麵,水下機器人正在發揮著越來越重要的作用。
在接受《中國科學報》記(ji)者(zhe)采(cai)訪(fang)時(shi),多(duo)名(ming)機(ji)器(qi)人(ren)專(zhuan)家(jia)指(zhi)出(chu),盡(jin)管(guan)目(mu)前(qian)我(wo)國(guo)的(de)水(shui)下(xia)機(ji)器(qi)人(ren)研(yan)發(fa)進(jin)展(zhan)巨(ju)大(da),但(dan)其(qi)產(chan)業(ye)化(hua)程(cheng)度(du)仍(reng)不(bu)夠(gou),而(er)核(he)心(xin)部(bu)件(jian)受(shou)製(zhi)於(yu)人(ren),更(geng)是(shi)成(cheng)為(wei)水(shui)下(xia)機(ji)器(qi)人(ren)進(jin)一(yi)步(bu)發(fa)展(zhan)的(de)最(zui)大(da)阻(zu)礙(ai)。
水下機器人應用廣
日(ri)前(qian),長(chang)江(jiang)航(hang)道(dao)救(jiu)助(zhu)打(da)撈(lao)局(ju)水(shui)下(xia)檢(jian)測(ce)中(zhong)心(xin)在(zai)長(chang)江(jiang)荊(jing)江(jiang)河(he)段(duan)開(kai)展(zhan)了(le)新(xin)型(xing)水(shui)下(xia)機(ji)器(qi)人(ren)設(she)備(bei)試(shi)驗(yan),為(wei)水(shui)下(xia)檢(jian)測(ce)新(xin)方(fang)法(fa)作(zuo)出(chu)了(le)有(you)益(yi)的(de)探(tan)索(suo)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe),未(wei)來(lai)水(shui)下(xia)機(ji)器(qi)人(ren)可(ke)能(neng)更(geng)廣(guang)泛(fan)地(di)應(ying)用(yong)於(yu)水(shui)下(xia)打(da)撈(lao)。
中科院沈陽自動化研究所、自主水下機器人技術研究室主任林揚介紹,一般而言,水下機器人包括有纜遙控水下機器人(ROV)和自主水下機器人(AUV)兩大類。
“ROV的優點是水麵操作人員可實時觀察到水下環境並遙控操作,對機器智能要求不高,缺點是由於電纜連接,其活動範圍有限;AUV的優點是由於沒有電纜連接,其活動範圍較大,不受母船製約,不足是對機器智能要求較高,目前僅限於簡單的水下探測作業。”林揚指出,目前發展了ROV和AUV混合型水下機器人,其活動範圍較ROV大大增加,且操作者可以通過光纖實時監測和操控水下機器人,因此也稱之為半自主水下機器人。
中科院沈陽自動化研究所海洋技術裝備研究室主任李碩告訴記者,今年7月份,深海滑翔機在南海完成了區域覆蓋觀測試驗性應用,這是我國自主研製的滑翔機首次完成該項試驗性應用。
中(zhong)科(ke)院(yuan)光(guang)電(dian)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)所(suo)高(gao)級(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)馮(feng)常(chang)則(ze)介(jie)紹(shao)了(le)一(yi)種(zhong)工(gong)作(zuo)於(yu)特(te)種(zhong)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)水(shui)下(xia)機(ji)器(qi)人(ren)。目(mu)前(qian),該(gai)所(suo)研(yan)發(fa)的(de)水(shui)下(xia)機(ji)器(qi)人(ren)主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)於(yu)核(he)電(dian)站(zhan)停(ting)堆(dui)大(da)修(xiu)期(qi)間(jian)關(guan)鍵(jian)設(she)施(shi)設(she)備(bei)的(de)監(jian)測(ce)及(ji)維(wei)護(hu)。
產業化仍有不足
目前國際上遙控水下機器人技術及製造產業已經成熟,形成了所謂的“ROV工業”;zizhushuixiajiqirenheshuimianjiqirenrengchuyucongshiyanshizouxiangyingyongdeguodujieduan,chanpinshangweiwanquanchengshu,chujunyongwai,zhiyoushaoshuxinghaonengzuoweishangpinchushou,qiyingyongfanweihaiyoudaikaituo。erzaiguonei,wulunshiROV還是AUV,均尚未形成產業。
“muqian,guowaiyongyoudeshuixiajiqirenzhongdezhuyaoleixingwomensuolijunyouyanzhikaifa,qizongtijichengshuipingdatishangdadaohuojiejinguojishuiping,danzaiyingyongcengmianshanghaimingxianbuzu。”林揚說。
其實,受到水下機器人“產業化”困擾的,並不隻有中科院沈陽自動化研究所。
中科院光電技術研究所的水下機器人主要應用於特種領域,因此產量並不大。“我們根據客戶的要求,非標定製水下機器人,一般都是核電站向我們定製。按照核電站需求開始設計、加工、調試,產品的研發周期在半年左右。”馮常說:“國內水下機器人的產業化存在一些共性的問題。因為非標定製的太多,涉及專業麵廣,在某些專業領域與國外差距較大。”
核心何時中國造
水下機器人不僅需要“視力好”,能夠進行高速、高精度光學自動定位,還需要耐腐蝕、動作靈活,而這些條件,離不開關鍵部件的製造。
李li碩shuo表biao示shi,與yu發fa達da國guo家jia相xiang比bi,我wo國guo在zai一yi些xie關guan鍵jian部bu件jian和he關guan鍵jian材cai料liao的de研yan究jiu方fang麵mian還hai有you很hen大da差cha距ju,要yao實shi現xian水shui下xia機ji器qi人ren的de產chan業ye化hua,重zhong點dian在zai於yu市shi場chang的de開kai拓tuo和he基ji礎chu材cai料liao、重要組部件、各種高精度探測設備和傳感器的研究開發。
linyangzhichu,suiranwoguodezongtijishuheyanfanengliyidadaohuojiejinguojixianjinshuiping,danzaiyixieguanjianbujianhemouxiecailiaodeyanjiufangmianhaiyouhendachaju。fengchangyerenwei,cailiaoshitezhongjiqirendehexinjishuzhiyi。
林揚說:“與其他機器人相比,目前AUV的情景感知、導航定位、自主控製等智能水平還相對較低,僅限於完成水下探測、目標搜尋等簡單、重複的任務。此外,由於與海水介質的接觸,低密度、高強度的材料以及密封、防腐等也是水下機器人特有的技術,且隨著深度的增加,其難度也越來越大。”
“水下機器人的發展與材料、能源、傳感器、控製、通信、人工智能等密切相關。”李碩認為,要實現水下機器人向更深、更遠、功能更強的目標發展,關鍵技術的研究必須先行。