水下机器人应用领域拓宽引来发展热潮

　　【仪表网 仪表深度】9月19日，大连金石滩，距离海岸约300米的一处80平米见方的作业平台上，正在进行2020年全国水下机器人大赛自主抓取组的比赛。大连理工大学OurEDA队的水下机器人大显身手，抓取了11个“猎物”。
 

　　据大连理工大学OurEDA队领队、大连理工大学水下智能机器人实验室工程师张万辉介绍，这台水下机器人搭载了双目摄像头，在水体环境比较浑浊的情况下也能让画面比较清晰，较好地辅助进行水下抓取，同时搭载了水下智能算法，可以实现完全自主抓取。
 

　　水下机器人热潮——大势所趋
 

　　近年来，随着我国水产养殖业的不断发展，海洋牧场的采捕方式却依然主要依靠人工潜水的传统作业方式。每逢收获季，潜水员人工作业不仅劳动强度大、生产效率低、采捕成本高，而且长期水下作业，也会给潜水员带来一定的职业伤害。因此，采用水下机器人进行海产品捕捞、推进海洋牧场的智能化和工业化水平成为大势所趋。
 

　　水下机器人在管道清洁领域也将大有作为。我国因为人口分布不均，城市管道面临着堵塞、年久失修等问题。如果运用水下机器人进行管道的检测，就可精准定位需要修理的管道，避免了大规模挖开地面，重新安装的方式，节省了大量的人力和时间，保障了城市交通的正常运行。
 

　　在娱乐消费端，水下机器人也有相当广泛的市场。随着潜水运动的兴起，我国拥有潜水证的人群已达1.5亿，越来越多的人对深水运动感兴趣，因此也给C端市场带来了机会，比如海洋馆、游乐场、科技馆等娱乐场所就需要水下机器人监控水域环境，实时进行信息反馈，避免人员溺水和伤亡事件的发生。在个人消费领域，小型的水下机器人还可用于水下拍摄，携带方便。
 

　　水下机器人与仪器仪表
 

　　其实，水下机器人与我们仪器仪表行业有着密不可分的关系。例如，我们常见的遥控潜水器是由水面设备和水下设备组成的。其中水面设备又包括了操纵控制台、电缆绞车、吊放设备、供电系统等，水下设备又包括了中继器和潜水器本体等。水下机器人的本体在水下靠推进器运动，本体上装有观测设备，例如摄像机、照相机、照明灯等，而机器人工作的时候又需使用机械手、切割器、清洗器等作业设备。
 

　　水下机器人的水下运动和作业，是由操作员在水面控制和监视的。靠电缆向本体提供动力和交换信息。中继器可减少电缆对本体运动的干扰。目前，越来越多的水下机器人从简单的遥控式向监控式发展，即由母舰计算机和潜水器本体计算机实行递阶控制，它能对观测信息进行加工，建立环境和内部状态模型。操作人员通过人机交互系统以面向过程的抽象符号或语言下达命令，并接受经计算机加工处理的信息，对水下机器人的运行和动作过程进行监视并排除故障。智能水下机器人系统使得操作人员仅需要下达总任务，机器人就能根据识别和分析环境，自动规划行动、回避障碍、自主地完成任务。
 

　　未来发展趋势
 

　　1、持久续航
 

　　目前，虽然水下机器人已经得到大家的普遍重视，但依旧有阻碍智能水下机器人发展的因素，其中需要解决的问题就是能源与远程导航问题。目前正在研究的各种可利用的能源系统包括一次电池、二次电池、燃料电池、热机及核能源。开发利用太阳能的自主水下机器人是引人注目的新进展，太阳能自主水下机器人需要浮到水面给机载能源系统再充电。并且这种可利用的能源又是无限的。
 

　　6000米以上水深的海洋面积占海洋总面积的97%。因此许多国家把发展6000水深技术作为一个目标。据资料显示，美国伍兹霍尔海洋研究所研制成一种深海探测潜器“ABE”，可在水深6000米的海底停留一年。日本于1993年研制成工作水深为11000米的深海无人潜器“海沟号”。
 

　　2、智能化是终目标
 

　　不可忽略的是，增加水下机器人行为的智能水平一直是各国科学家的努力目标。但是由于目前的人工智能技术不能满足水下机器人智能增长的需要，因此需要将人的智力引入到水下机器人中来，这就是监控型水下机器人的思想。不完全依赖于机器的智能，更多地依赖传感器和人的智能，是今后的一个重要发展方向，并且把这种机器人称势基于传感器的先进水下机器人。发展多机器人协同控制技术，也是增加自主水下机器人智能的重要方面。
 

　　水下机器人看似离我们的日常生活很遥远，但相信在不久的将来，也将普及在大众视野中。