http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 00:27:35 來源:經濟參考報
今年以來,由中科院沈陽自動化所自主研製的深海自主水下機器人“潛龍二號”和自主遙控混合式水下機器人“海鬥”號先後成功完成試驗性應用,前者取得我國大洋熱液探測的重大突破,後者在我國首次萬米深淵科考航次中成功應用,最大下潛深度10767米。據了解,我國水下機器人技術已達到國際先進技術水平,但與發達國家相比,仍存在成果應用慢、生態體係建設差距大等問題,宜乘勢而上,從戰略高度加快發展新一代水下機器人。
水下機器人助力海洋科學
中國工程院院士、自動化所研究員封錫盛介紹說,30多年來,自動化所相繼研究出我國首台水下機器人、我國首台6000米無纜自主水下機器人、我國首台極地科考水下機器人等產品,廣泛應用於海洋科學、深海資源勘測、援潛救生等領域。
2012年,其參與研製的我國第一台“蛟龍”號載人潛水器在7000米級海試中打破世界同類型載人潛水器最大下潛深度,意味著該潛水器可在占世界海洋麵積99.8%的廣闊海域工作。其先後研製出的6000米自主水下機器人“CR-01”、“潛龍一號”,“潛龍二號”,為確定中國大洋協會海底勘探區和製定開采計劃發揮重要作用。
“潛龍二號”運用了多項創新技術:首次采用基於前視聲呐的避碰控製方法,大大提高了避碰障礙物能力;首次在AUV上安裝了磁力探測傳感器,實現了近海底高精度磁力探測;采用測深側掃聲呐水下實時信號處理技術,實現了深海近海底高精細地形地貌快速成圖。與“蛟龍”號相比,“潛龍”係列沒有電纜牽引,也無人乘坐,可真正實現自主導航、自主作業以及自我保護,活動範圍更大,成本更低。
“潛龍二號”總設計師劉健說,“潛龍一號”“潛龍二號”zheliangtaiyingyongxingshuixiajiqirendechenggongyanzhi,biaozhizhewoguozizhushuixiajiqirenjishudadaoleguojixianjinshuiping,duitigaowoguoshenyuanhaiziyuankaifaliyongguimoyushuiping,juyouxianshiyiyi。
我國首台萬米水下機器人“海鬥”號,在我國第一次綜合性萬米深淵科考即“探索一號”船航次中,成功獲得了2條9000米級和2條萬米級深淵垂直剖麵的溫鹽深數據,為研究海鬥深淵水團特性的空間變化規律和深淵底層洋流結構,以及萬米無人/載人潛水器的設計提供了寶貴的基礎資料。
技術到應用麵臨“幾道坎”
julejie,muqianwoguoshuixiajiqirenjishuxianjin,dankeyingyongchanpinhaihenshao,xianjinjishushuipingzhuanhuachengshijiyingyongxiangduihuanman,duihaiyangkaifadengfangmiandouyousuoyingxiang。
zhuanjiabiaoshi,yishidangqianduishuixiajiqirenfazhanlinianbuyi,quefadingcengguihua。muqianguoneidehenduobumenhedanweiconggezijiaoduluxutichuheyanfaleduoxingshuixiajiqirenyuanliyangji,chengxianlewanmabentengdafazhandetaishi。danyouyugedanweizhijianquefagoutonglejie,henduoyuanliyangjisuojiejuedeguanjianjishudoushidishuipingdezhongfu,langfeilekeyanjingfei。
二是研發到產業化及應用麵臨斷層。“國(guo)外(wai)做(zuo)完(wan)的(de)東(dong)西(xi)可(ke)以(yi)馬(ma)上(shang)用(yong),用(yong)完(wan)了(le)檢(jian)驗(yan)哪(na)個(ge)地(di)方(fang)不(bu)合(he)適(shi),馬(ma)上(shang)改(gai),已(yi)形(xing)成(cheng)了(le)一(yi)個(ge)良(liang)性(xing)的(de)迭(die)代(dai)關(guan)係(xi),而(er)我(wo)們(men)現(xian)在(zai)產(chan)品(pin)少(shao),應(ying)用(yong)機(ji)會(hui)少(shao),美(mei)國(guo)一(yi)台(tai)自(zi)主(zhu)水(shui)下(xia)機(ji)器(qi)人(ren)年(nian)潛(qian)數(shu)可(ke)達(da)幾(ji)百(bai)次(ci),‘潛龍一號’隻有幾十次。長此以往,可能和國外技術差距逐漸拉大。”劉健說。
封錫盛院士指出,我國水下機器部分單機性能與國外差不多,但生態體係建設相差甚遠。國外在水下機器人方麵,已經形成研究、設計、製造、應用、服務、科普、比賽、教育和人才培養的體係,已經建立了獨立工業部門,形成從材料、零部件、整機、配套係統到專用船舶等產業鏈。“而我國還大多是科研機構主導研發,企業參與很少。”
三是關鍵零部件研發和人才儲備存在問題。“‘潛龍二號’在本體、控製器、載體結構都是我們自己研製的,但高精度傳感器、核心的導航定位,主要依靠進口,這是我們和國外的一大差距。”劉健說。
海洋技術裝備研究室主任李碩說,水下機器人的發展與能源、傳感器、控製、通信、人工智能等密切相關。此外,由於與海水介質接觸,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。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。當前技術人員也難滿足應用保障需要。“一次出海試驗保障機器運行至少要派十幾個人,一去就是100多天,主要負責人都要求去,有時候根本派不出人。”
搶抓機遇攻堅新一代
專家表示,水下機器人是建設海洋強國、捍(han)衛(wei)國(guo)家(jia)安(an)全(quan)和(he)實(shi)現(xian)可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)必(bi)需(xu)的(de)利(li)器(qi)。我(wo)國(guo)水(shui)下(xia)機(ji)器(qi)人(ren)研(yan)製(zhi)經(jing)過(guo)多(duo)年(nian)追(zhui)趕(gan),部(bu)分(fen)技(ji)術(shu)已(yi)與(yu)國(guo)外(wai)看(kan)齊(qi),亟(ji)待(dai)進(jin)一(yi)步(bu)整(zheng)合(he)產(chan)業(ye)鏈(lian)條(tiao)資(zi)源(yuan),積(ji)極(ji)推(tui)動(dong)水(shui)下(xia)機(ji)器(qi)人(ren)成(cheng)果(guo)轉(zhuan)化(hua),應(ying)對(dui)新(xin)一(yi)代(dai)全(quan)海(hai)深(shen)、全海域、組合化水下機器人研發。
一是整合資源,帶動多學科聯合攻關。水下機器人涉及智能控製、機械與結構、通信與網絡、模式識別、聲呐技術等十餘個學科,建議從頂層規劃好我國水下機器人的發展,形成體係化和係列化的發展態勢。
二是加強轉化,進一步把水下機器人技術轉變成生產力。封錫盛、劉健等專家建議,科研院所研製的是工程化的實用樣機,距離成熟的市場化產品還有一段距離,況且水下機器人產品技術含量高、投入大、風險高。因此有必要建立應用為導向、企業為主導、院所為支撐的產業化體係,使新技術、新裝備能快速形成產品投入應用。
三是精準定位,重點支持無人化、智能化、信息化等水下機器人研發,規劃形成水下機器人產業。封錫盛院士介紹,科學家目前對未來水下機器人革命的預測是:水麵和水下機器人相混合,就叫混合機器人,“可以是一體,也可以是模塊化的組合,或者多台機器人混合,大家還能通過水麵機器人聯係起來,可以和空中、地麵機器人共同開展工作。”
專家建議,宜鼓勵、引導借助先進的信息、電子、傳感器、材料以及智能控製等技術,大幅提升單體水下機器人的環境感知能力、自主決策能力及作業能力,在實現單體水下機器人技術重大突破基礎上,快速發展機器人集群技術,形成水下機器人產業。