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中国智能制造网 智造快讯】科学界普遍认为生命起源于海洋,因而人类对海洋的探索从未停止。由于水下环境的恶劣,受压强等因素的影响,人类潜水深度有限,所以水下机器人已成为探索、开发海洋的重要工具。
水下机器人助力海洋科学 消费级产品应运而生
水下机器人又被业内称为“无人遥控潜水器”。在我国,自上世纪80年代以来,中国也开展了水下机器人的研究和开发,研制出“海人”1号(HR-1)水下机器人,成功地进行水下实验。据中国工程院院士、自动化所研究员封锡盛介绍说,30多年来,自动化所相继研究出我国首台水下机器人、我国首台6000米无缆自主水下机器人、我国首台极地科考水下机器人等产品,广泛应用于海洋科学、深海资源勘测、援潜救生等领域。
资料显示,2012年10月,我国首款“功能模块”理念智能水下机器人问世。哈尔滨工程大学船舶工程学院5人团队,在指导教师张铁栋带领下,依托水下机器人国防重点实验室,历时一年自主设计出国内首款“多功能智能水下机器人”,并将“功能模块”理念应用于水下机器人领域。该款机器人可根据需要选择不同模块随时“换芯”、随时变身,可应对各种复杂水下作业。
常见的水下机器人主要分为有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种,其中有缆遥控潜水器又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行式三种。曾几何时,潜水器的水下运动和作业是由操作员在水面母舰上控制和监视,靠电缆向本体提供动力和交换信息,而中继器可减少电缆对本体运动的干扰。
如今,新型潜水器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,对潜水器的运行和动作过程进行监视并排除故障。
其实,水下机器人只是一个延长人类手臂的工具。收集数据跟资料便是其重中之重。这其中就涉及到通讯技术,目前主流的水下机器人通讯方式主要有光纤通讯(主要应用于 ROV)、水声通讯(主要应用于AUV)。光纤通讯主要是由光端机(水面)、水下光端机、光缆三部分组成。其优点是数据率高(100Mbit/s),有很好的抗干扰能力;缺点是限制了水下机器人的工作距离和可操纵性,因为一般都是带缆线的。
另外,在小型水下机器人方面,我国也取得了重大进展。2017年1月20日,新一代高科技遥控水下机器人“神龙号”及“消费级水下无人机”成功完成测试。
据了解,作为新一代高科技遥控水下机器人,“神龙号”是国内首款采用模块化硬件设计和高兼容性软件集成技术的小型水下机器人,其质量仅为30千克,大工作深度可达200米,大航速4节。水下作业时,“神龙号”先通过多波声纳对复杂水域进行大范围扫描作业,分析探测结果,确定疑似目标后,通过高清晰水下摄像机对目标抵近观察,确认目标并收集相关信息。
值得一提的是,与“神龙号”同期毕业的“便携式水下无人机”,它是国内首款“超小体积、超轻重量、超长续航时间”的消费级乐三超水下智能无人机产品。它不仅多彩时尚涂装、拥有一体成型耐压壳体,还具备720P-1080P高清摄像头、VR实时图传、WIFI多人观看、配置无线路由等优点,同时配备安卓及IOS版本手机APP操作软件,兼容笔记本、平板、手机多终端使用。
可见,随着科技的发展,科学家们对海洋等自然探索正在加速的同时,科技也正逐步改变着人们的日常生活。水下科技产品正从军事用途走向日常,让普通人也能够看到海底的景象,让更多的人能够实现“了解、探索、欣赏”海洋的愿望。
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