我國水下機器人發(fā)展歷程

1、我國水下機器人發(fā)展歷程上海海事大學(xué)圖書館周文平2010-08-08關(guān)鍵字：水下機器人 發(fā)展歷程瀏覽量：103水下機器人，可以進行深海探測，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)水下機器人并形成產(chǎn)品的科研實體之一，首創(chuàng)我國第一臺有纜遙控和無纜自治水下機器人。從某種意義上講，沈陽自動化研究所的水下機器人各階段的技術(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。水下機器人實驗室配備了齊全、先進的試驗設(shè)備和條件，3個深水模擬壓力罐可分別進行水下100

2、0米、1500米、7200米水深的水下模擬試 驗。長20米、寬12米、深9米的試驗水池可做各種水下機器人整機性能試驗和調(diào)試?，F(xiàn)已形成了大、中、小型水下機器人系列產(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)展機器人項目列入規(guī)劃。蔣新松院士在當(dāng)年組團赴日考察回國后提出了發(fā)展水下機器人的設(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年該項課題正式列為中國科學(xué)院重點課題，開創(chuàng)了智能機器人科研領(lǐng)域，為水下機器人的研究開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 二十年來，“水下機器人”由

3、院重點，進而持續(xù)列入“六五”、“七五”、“八五”、“九五”和“十五”國家重點項目，成為國家863計劃自動化領(lǐng)域智能機器人主題項目的重點內(nèi)容。RECON-IV水下機器人具有較強功能和可靠性，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”水下機器人以其強作業(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)的爬行式水下機器人；“海星號”是我國第一臺海底自走式海纜埋設(shè)機，目前已完成研制工作并投入實際應(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”無纜自治水下機器人標(biāo)志著我國自治水下機器人技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先地位。6000米水下機器人工程項目是國家“863”計劃項目的重中之重。1995年8月，與俄羅斯合作研制的6000米水下機器人完成深海試驗。1996年8月起正式實施了水下6000米自治機器人的工程化項目。其目標(biāo)是為中國大洋協(xié)會進行大洋調(diào)查提供水下6000米自治機器人實用樣 機。有關(guān)專家認為，該水下機器人是目前世界上最先進的洋底探測設(shè)備。CR系列高性能水下機器人能進行六千米深水錄像、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)包括圖像和機器人水下運動軌跡及其坐標(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，而且已進入洋底多金屬結(jié)核資源探測應(yīng)用的實用階段。 6000米水下機器人的研制成功，使中國一躍成為世界上具有研制這種自治水下機器人能力的少數(shù)幾個國家之一，它可到達世界上除海溝之外的全部海底區(qū)域，即 全部有經(jīng)濟前景的海底，占海洋面積的98，為中國進軍國際海洋區(qū)域、開發(fā)大洋資源提供了強有力的技術(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)雜海域進行詳細探測的能力，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、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)展水下機器人，并將 其作為海洋

7、戰(zhàn)略制高點，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，并將強大的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，轉(zhuǎn)換成為強大的產(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行探索開始，機器人就一直是必不可少的工作伙伴，尤其是最近幾年，海底機器人越來越先進，相繼取得了一些重大發(fā)現(xiàn)。海底機器人先驅(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，但它是海底機器人技術(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行光合作用，就是大吃進行光合作用的有機體。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像科幻電影里的作品，然而事實上它是一條獅子魚。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)該不愛運動、喜歡獨來獨往、非常脆弱，因為它們生產(chǎn)的環(huán)境食物很有限?！焙５走b控機器人杰森：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)因為拋棄他以前的愛人美狄亞，遭到眾神的詛咒，最終孤單一人凄

11、涼的死去。然而幸運的是，他的遙控機器人(ROV)版逃過了和他一樣的悲劇命運，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器人杰森，可以從舒服的甲板上垂直潛到海底。雙體機器人杰森在海底進行勘探時，另一個機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，并對它周圍獨一無二的生態(tài)系統(tǒng)進行仔細研究。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，但是它要進入“泰坦尼克”號的殘骸，仍有很大風(fēng) 險。這是“阿爾文”進入沉船的地方。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器人小賈森(Jason Jr)，給它拍照和進入沉船內(nèi)部。海底機器人發(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器人(AUV)的自主能力有多強呢？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。小型海底遙控機器人：遇到深海居民遇到深海居民多虧小型海底遙控機器人，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。在小型海底遙控機器人全球探測器(配備有高清彩色攝像機和數(shù)字靜態(tài)照相機)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)。海底機器人“海神(Nereus)”：潛入最深處潛入最深處去年海底機器人“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進行探測。打破世界紀錄的“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6.8英里(10.94公里)的地方。有了像“海神”的機器人，科學(xué)家對以前無人到達的深海區(qū)域進行探測，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“