我國水下機(jī)器人發(fā)展歷程

1、我國水下機(jī)器人發(fā)展歷程上海海事大學(xué)圖書館周文平2010-08-08關(guān)鍵字：水下機(jī)器人 發(fā)展歷程瀏覽量：103水下機(jī)器人，可以進(jìn)行深海探測，深海采集，深海維修。開發(fā)海洋是人類在二十一世紀(jì)面臨的重大課題，而探索、考察和有效利用國際海域和海底區(qū)域是對我國發(fā)展海洋高技術(shù)和未來海洋產(chǎn)業(yè)提出的挑戰(zhàn)。沈陽自動化研究所是國內(nèi)外有影響的研究與開發(fā)水下機(jī)器人并形成產(chǎn)品的科研實(shí)體之一，首創(chuàng)我國第一臺有纜遙控和無纜自治水下機(jī)器人。從某種意義上講，沈陽自動化研究所的水下機(jī)器人各階段的技術(shù)成果代表了我國在這一技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展水平與過程。水下機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室配備了齊全、先進(jìn)的試驗(yàn)設(shè)備和條件，3個深水模擬壓力罐可分別進(jìn)行水下100

2、0米、1500米、7200米水深的水下模擬試 驗(yàn)。長20米、寬12米、深9米的試驗(yàn)水池可做各種水下機(jī)器人整機(jī)性能試驗(yàn)和調(diào)試。現(xiàn)已形成了大、中、小型水下機(jī)器人系列產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，并在國際、國內(nèi) 開展了各種水下工程作業(yè)。 1977年召開的中國科學(xué)院自然科學(xué)學(xué)科規(guī)劃會議將發(fā)展機(jī)器人項(xiàng)目列入規(guī)劃。蔣新松院士在當(dāng)年組團(tuán)赴日考察回國后提出了發(fā)展水下機(jī)器人的設(shè)想。從此，沈陽自動化研究所鎖定了“下?！睘楹Ｑ箝_發(fā)服務(wù)，搞智能機(jī)器在海洋中的應(yīng)用研究的戰(zhàn)略目標(biāo)，決心“要下五洋捉鱉”。1983年該項(xiàng)課題正式列為中國科學(xué)院重點(diǎn)課題，開創(chuàng)了智能機(jī)器人科研領(lǐng)域，為水下機(jī)器人的研究開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 二十年來，“水下機(jī)器人”由

3、院重點(diǎn)，進(jìn)而持續(xù)列入“六五”、“七五”、“八五”、“九五”和“十五”國家重點(diǎn)項(xiàng)目，成為國家863計劃自動化領(lǐng)域智能機(jī)器人主題項(xiàng)目的重點(diǎn)內(nèi)容。RECON-IV水下機(jī)器人具有較強(qiáng)功能和可靠性，已成為國際知名品牌，生產(chǎn)的多臺設(shè)備出口國際市場，還有的長年在為南海石油鉆井平臺提供技術(shù)服務(wù)；“海潛一號”和“金魚號”輕型水下機(jī)器人在沿海和內(nèi)湖地區(qū)的水下探查、考古等作業(yè)起到重要作用；“海潛二號”水下機(jī)器人以其強(qiáng)作業(yè)功能為國家安全提供了有力的技術(shù)支持；用于海底光纜埋設(shè)的爬行式水下機(jī)器人；“海星號”是我國第一臺海底自走式海纜埋設(shè)機(jī)，目前已完成研制工作并投入實(shí)際應(yīng)用。 作為總體單位在國家“863”計劃支持下完成的潛

4、深1000米“探索者”和潛深6000米“CR-01”、“CR-02”無纜自治水下機(jī)器人標(biāo)志著我國自治水下機(jī)器人技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先地位。6000米水下機(jī)器人工程項(xiàng)目是國家“863”計劃項(xiàng)目的重中之重。1995年8月，與俄羅斯合作研制的6000米水下機(jī)器人完成深海試驗(yàn)。1996年8月起正式實(shí)施了水下6000米自治機(jī)器人的工程化項(xiàng)目。其目標(biāo)是為中國大洋協(xié)會進(jìn)行大洋調(diào)查提供水下6000米自治機(jī)器人實(shí)用樣 機(jī)。有關(guān)專家認(rèn)為，該水下機(jī)器人是目前世界上最先進(jìn)的洋底探測設(shè)備。CR系列高性能水下機(jī)器人能進(jìn)行六千米深水錄像、拍照和海底地勢與剖面測量、水文測 量、海底多金屬結(jié)核豐度測定，海底沉物目標(biāo)搜索和觀察，自

5、動記錄各種數(shù)據(jù)包括圖像和機(jī)器人水下運(yùn)動軌跡及其坐標(biāo)位置，還可按預(yù)編程航行和工作，自動避障， 具有故障自診斷和應(yīng)急上浮功能，并能提供指令遙控。這表明，中國已有圓滿解決這些高技術(shù)的能力和手段，而且已進(jìn)入洋底多金屬結(jié)核資源探測應(yīng)用的實(shí)用階段。 6000米水下機(jī)器人的研制成功，使中國一躍成為世界上具有研制這種自治水下機(jī)器人能力的少數(shù)幾個國家之一，它可到達(dá)世界上除海溝之外的全部海底區(qū)域，即 全部有經(jīng)濟(jì)前景的海底，占海洋面積的98，為中國進(jìn)軍國際海洋區(qū)域、開發(fā)大洋資源提供了強(qiáng)有力的技術(shù)手段和工具。該所目前正在研制潛深7000米水下載人機(jī)器人又被稱作“海底衛(wèi)星”，預(yù)計將在2005年投入使用。這意味著中國將擁

6、有對包括深海海溝在內(nèi) 的復(fù)雜海域進(jìn)行詳細(xì)探測的能力，中國開發(fā)海洋資源的步伐將大大加快。目前，世界上只有俄羅斯、美國、日本等國家擁有類似潛深的水下載人機(jī)器人。由國家海洋局主持的中國第二次北極科學(xué)考察裝備了沈陽自動化研究所研制的中型ROV“海極號”水下機(jī)器人，2名科技人員隨船出征。人類當(dāng)今正面臨著人口、資源和環(huán)境三大難題。隨著各國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和世界人口的不斷增加，人類消耗的自然資源越來越多，陸地上的資源正在日益減少。為了生存和發(fā)展，海洋開發(fā)勢在必行。 水下機(jī)器人是多種現(xiàn)代高技術(shù)及其系統(tǒng)集成的產(chǎn)物，對于我國海洋經(jīng)濟(jì)、海洋產(chǎn)業(yè)、海洋開發(fā)和海洋高科技具有特殊的重要意義。發(fā)展水下機(jī)器人，并將 其作為海洋

7、戰(zhàn)略制高點(diǎn)，提升我國海洋重大裝備水平，為海洋支柱產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)提供成套技術(shù)與先進(jìn)裝備保障，為海洋未來產(chǎn)業(yè)和國家海洋戰(zhàn)略創(chuàng)造有利條件與國 際競爭能力，并將強(qiáng)大的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，轉(zhuǎn)換成為強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)開發(fā)優(yōu)勢，是沈陽自動化研究所歷史性的必然抉擇，更是其使命性的鄭重承諾。海底機(jī)器人發(fā)展動態(tài)（一） 上海海事大學(xué)圖書館周文平2010-08-03關(guān)鍵字：海底機(jī)器人瀏覽量：53據(jù)美國探索雜志報道，從人類決定著手對最深、最神秘的海洋深處進(jìn)行探索開始，機(jī)器人就一直是必不可少的工作伙伴，尤其是最近幾年，海底機(jī)器人越來越先進(jìn)，相繼取得了一些重大發(fā)現(xiàn)。海底機(jī)器人先驅(qū)ABEABE完成使命今年3月5日，海洋學(xué)家們?yōu)樗麄兿矏鄣囊?/p>

8、位“同事”海下機(jī)器人自動海底探測器(ABE)的“過世”舉行了追悼儀式。ABE可能沒有它的著名 前輩DSV Alvin的名氣那么大，也不像當(dāng)代的同輩們那樣先進(jìn)，但它是海底機(jī)器人技術(shù)的先驅(qū)。在16年的工作生涯中，ABE執(zhí)行了200多次海底勘測任務(wù)，在地形 復(fù)雜的海底航行，繪制海底山脈的圖形，然后把數(shù)據(jù)傳輸給水面上的工作者。然而最近ABE在智利南部近海執(zhí)行勘測任務(wù)時，下水后很快與母艦失去了聯(lián)系。加拿大海洋科學(xué)遙控平臺(ROPOS)：發(fā)現(xiàn)新生命形式巨型管狀蟲發(fā)現(xiàn)新生命形式科學(xué)家驚奇地發(fā)現(xiàn)，有很多生物體生活在熱液噴口附近。然而更令人吃驚的是巨型管狀蟲，它們看起來像羽狀的加長管狀口紅。這一發(fā)現(xiàn)顛覆了一個重

9、要的生物學(xué)原則：所有生命必須依靠太陽提供能量，它們不是利用陽光進(jìn)行光合作用，就是大吃進(jìn)行光合作用的有機(jī)體。與之相 比，巨型管狀蟲居住在充滿氫化硫和其他熱壓噴口釋放的有毒化學(xué)物質(zhì)的環(huán)境里，并把它們轉(zhuǎn)變成食物和能量，這個過程被稱作化學(xué)合成。1998年，加拿大的遙控深潛器“海洋科學(xué)遙控平臺(ROPOS)”發(fā)現(xiàn)一股黑煙從海底升起，科學(xué)家經(jīng)過研究，確定了它的結(jié)構(gòu)和有機(jī)成分。深淵登陸者(HADAL-LANDER)：發(fā)現(xiàn)生活在海洋最深處的魚類發(fā)現(xiàn)生活在海洋最深處的魚類這種體表光滑的蒼白色生物看起來有點(diǎn)像科幻電影里的作品，然而事實(shí)上它是一條獅子魚。獅子魚是在海洋最深處發(fā)現(xiàn)的第一種魚群，這段錄像是小型海 底遙控

10、機(jī)器人“深淵登陸者(HADAL-LANDER)”在太平洋的日本海溝拍到的。這些獅子魚生活在海面下大約5英里(8.05公里)的地方，這里四周 一片漆黑，而且水壓很大。研究人員用一條死鯖引誘獅子魚進(jìn)入開闊水域，一群獅子魚發(fā)現(xiàn)這個美味后，很快把它消滅干凈。上圖看到的這個樣本，是科學(xué)家在誘餌旁捉到的。研究人員對這種魚的充沛精力和喜歡群居感到非常吃驚。蒙迪普雷德說：“我們原以為生活在海洋最深處的魚應(yīng)該不愛運(yùn)動、喜歡獨(dú)來獨(dú)往、非常脆弱，因?yàn)樗鼈兩a(chǎn)的環(huán)境食物很有限?！焙５走b控機(jī)器人杰森：海底火山爆發(fā)海底火山爆發(fā)希臘神話里的英雄“杰森”(Jason)因?yàn)閽仐壦郧暗膼廴嗣赖襾啠獾奖娚竦脑{咒，最終孤單一人凄

11、涼的死去。然而幸運(yùn)的是，他的遙控機(jī)器人(ROV)版逃過了和他一樣的悲劇命運(yùn)，甚至最終做到了與它的死對頭美狄亞和平共處。伍茲霍爾海洋研究所(WHOI)的海洋學(xué)家借助著名的海底遙控機(jī)器人杰森，可以從舒服的甲板上垂直潛到海底。雙體機(jī)器人杰森在海底進(jìn)行勘探時，另一個機(jī)器人美狄亞則作為母艦的中轉(zhuǎn)設(shè)備，利用一根6英里(9.66公里)長的光纜輸送電流和數(shù)據(jù)?？茖W(xué)家借助杰森，第一次拍到關(guān)島附近的一座海下火山的噴發(fā)畫面。杰森毫不顧忌1700英尺(518.16米)深的海底強(qiáng)壓，非常耐心的觀察熔巖 從火山口里慢慢流出來，并對它周圍獨(dú)一無二的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)研究。去年杰森再次幫助科學(xué)家獲得有史以來他們觀測到的最深的海

12、底火山爆發(fā)視頻。小型海底遙控機(jī)器人“阿爾文”：觀測“泰坦尼克”號觀測“泰坦尼克”號1986年“阿爾文”機(jī)器人發(fā)現(xiàn)“泰坦尼克”號的殘骸，這充分顯示了小型海底遙控機(jī)器人(ROV)的驚人能力，“阿爾文”也因此出現(xiàn)在時代 雜志的封面。雖然“阿爾文”是一個遙控設(shè)備，它可以同時把3個人送到1.5萬英尺(4.57公里)海底，但是它要進(jìn)入“泰坦尼克”號的殘骸，仍有很大風(fēng) 險。這是“阿爾文”進(jìn)入沉船的地方。1985年，海洋學(xué)家羅伯特巴拉德領(lǐng)導(dǎo)的一個考察隊確定“泰坦尼克”號殘骸的位置(距離美國東海岸大約3.81公里)，并于1986年7月和 同事們一起重返這里，對它進(jìn)行更加深入的研究。為了觀察這艘沉船，“阿爾文”潛

13、入海底12次，并借助臨時制造的海底機(jī)器人小賈森(Jason Jr)，給它拍照和進(jìn)入沉船內(nèi)部。海底機(jī)器人發(fā)展動態(tài)（二） 上海海事大學(xué)圖書館周文平2010-08-03關(guān)鍵字：海底機(jī)器人瀏覽量：49滑行艇Spray：穿過墨西哥暖流穿過墨西哥暖流到底自動海底機(jī)器人(AUV)的自主能力有多強(qiáng)呢？美國斯克里普斯海洋研究所(SIO)和伍茲霍爾海洋研究所的工程師設(shè)計的一個像魚類的滑行艇Spray表現(xiàn)很好。2004年，這個紅色滑行艇成為第一個成功穿越墨西哥暖流的滑行艇。當(dāng)年9月Spray在馬薩諸塞州南部發(fā)射，它在2個月內(nèi)到達(dá)百慕大群島，每 天行駛的平均速度是12英里(19.31公里)。旅行途中，它一直在忙著收集

14、珍貴的海洋學(xué)數(shù)據(jù)，并把它們傳輸給美國斯克里普斯海洋研究所和伍茲霍爾海洋研 究所的工程師。海洋學(xué)家希望有一天Spray和其他滑行艇能在各大海洋上任意航行，收集無數(shù)數(shù)據(jù)，用來建立更精密的氣象模型，提供更精確的天氣預(yù)報信息。小型海底遙控機(jī)器人：遇到深海居民遇到深海居民多虧小型海底遙控機(jī)器人，你才能時不時地在這個網(wǎng)站上看到非常美麗的深海動物圖片。攝影師在西里珀斯海拍到這些美麗的水母畫面，這里是世界最深的水灣。在小型海底遙控機(jī)器人全球探測器(配備有高清彩色攝像機(jī)和數(shù)字靜態(tài)照相機(jī))的幫助下，研究人員拍到一些以前從沒見到過的海洋生物的照片，其中包 括這種紅色水母，它屬于棕色水母(Atolla)。這種動物的鮮

15、紅色具有與眾不同的作用：它遮擋了這種水母正在消化的任何發(fā)光獵物發(fā)出的熒光，避免比天敵 發(fā)現(xiàn)。海底機(jī)器人“海神(Nereus)”：潛入最深處潛入最深處去年海底機(jī)器人“海神(Nereus)”潛到世界最深的海底，用10小時對一個深度比珠穆朗瑪峰的高度還大的地點(diǎn)進(jìn)行探測。打破世界紀(jì)錄的“海 神”在有力的操作臂的幫助下，從海床上收集了很多樣本。伍茲霍爾海洋研究所的工程師制造的“海神”，能承受深海的強(qiáng)壓，它的每一平方英寸表面的有效承載量 大約是1.5萬磅(約6800公斤)，這相當(dāng)于把3輛悍馬放在你的大腳趾上。2009年5月31日，“海神”潛入太平洋馬里亞納海溝深達(dá)6.8英里(10.94公里)的地方。有了像“海神”的機(jī)器人，科學(xué)家對以前無人到達(dá)的深海區(qū)域進(jìn)行探測，變得更加容易。深潛器“阿爾文”：發(fā)現(xiàn)熱液噴口發(fā)現(xiàn)熱液噴口深潛器“