本報(bào)記者謝小芳

當(dāng)下水下機(jī)器人的研究，主要的應(yīng)用方向是哪些？包括哪些種類(lèi)？解決哪些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題？

答：由于水下環(huán)境惡劣危險(xiǎn)，人的潛水能力有限，水下機(jī)器人日益成為開(kāi)發(fā)海洋的重要工具，其應(yīng)用包括安全搜救（海上救助打撈、水下證據(jù)搜索、遙控偵查等），能源與管道檢查（排污系統(tǒng)、海洋輸油管道等），船舶河道海洋石油（船體檢修、大壩檢查、海洋石油工程等），考古科研教學(xué)（水下生物觀(guān)測(cè)、海洋考察等）以及漁業(yè)等眾多領(lǐng)域。

水下機(jī)器人按照與水面支持系統(tǒng)聯(lián)系方式的不同分為有纜水下機(jī)器人和無(wú)纜水下機(jī)器人 。民用方面主要用于水文調(diào)查、海上石油與天然氣的開(kāi)發(fā)等，比如長(zhǎng)白山天池水下地貌和周邊溫泉帶拍攝、千島湖水下古城探秘、馬航MH370搜索。軍用方面主要用于打撈實(shí)驗(yàn)丟失的海底武器（如魚(yú)雷），集群作戰(zhàn)執(zhí)行情報(bào)監(jiān)測(cè)任務(wù)等。

當(dāng)前水下機(jī)器人研究處于哪個(gè)階段，離廣泛應(yīng)用還有多遠(yuǎn)，主要的瓶頸在那里？

答：由于工業(yè)設(shè)計(jì)、制造工藝、目標(biāo)探測(cè)、導(dǎo)航及通訊技術(shù)的限制，且價(jià)格高、配套服務(wù)難，很多產(chǎn)品配件并不是專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)，致使水下機(jī)器人的廣泛應(yīng)用有一定困難。主要瓶頸有:（1）總體布局與載體結(jié)構(gòu)，對(duì)水下機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)、流體性能、動(dòng)力系統(tǒng)、控制與通訊方式進(jìn)行優(yōu)化，提高空間利用效率；同時(shí)，降低研制風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)約費(fèi)用及保證批量生產(chǎn)能力，保證水下機(jī)器人設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化；小型化、輕型化和仿生技術(shù)的應(yīng)用；（2）智能體系結(jié)構(gòu)，擁有良好的學(xué)習(xí)機(jī)制，盡快適應(yīng)復(fù)雜的海洋環(huán)境，且具有理想的避碰規(guī)則和路徑優(yōu)化能力。（3）運(yùn)動(dòng)控制，包含對(duì)其自身運(yùn)動(dòng)形態(tài)、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器的綜合控制，結(jié)合各種控制理論提高控制器的精度和收斂速度，保證水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制穩(wěn)定;（4）通訊導(dǎo)航定位，發(fā)展可靠性好、集成度高并具有綜合補(bǔ)償和校正功能的綜合智能導(dǎo)航系統(tǒng);（5）水下目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別，充分利用聲學(xué)傳感、微光TV成像和激光成像等方式;（6）動(dòng)力能源，保證在預(yù)定速度和機(jī)動(dòng)要求情況下效率最高和能耗最小。

大連海事大學(xué)在水下機(jī)器人方面做了哪些具體研究，有什么研究成果？有沒(méi)有針對(duì)大連相關(guān)產(chǎn)業(yè)的研究？

答：目前，海事大學(xué)主要針對(duì)水下機(jī)器人水動(dòng)力性能、運(yùn)動(dòng)控制及動(dòng)力定位問(wèn)題開(kāi)展相關(guān)研究，如單個(gè)水下機(jī)器人魯棒控制研究、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制研究、多水下機(jī)器人編隊(duì)控制研究等。并在欠驅(qū)動(dòng)水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制和協(xié)同控制問(wèn)題進(jìn)行了深入研究，分別實(shí)現(xiàn)了單水下機(jī)器人航跡跟蹤控制和多水下機(jī)器人編隊(duì)控制。針對(duì)大連市水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的研究，水下機(jī)器人為檢查水質(zhì)溫度、鹽度、PH值、溶解氧以及捕捉魚(yú)類(lèi)、海參提供了便利。水下機(jī)器人將視頻和水質(zhì)數(shù)據(jù)通過(guò)智能終端，傳遞給陸地中控室，再由中控室發(fā)送到用戶(hù)的終端；用戶(hù)通過(guò)終端觀(guān)看視頻及水質(zhì)參數(shù)，根據(jù)養(yǎng)殖需求發(fā)送增氧、投餌等指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖水域的遠(yuǎn)程全方面監(jiān)控及全程自動(dòng)化。梁霄教授科研團(tuán)隊(duì)完成了遙控水下機(jī)器人在強(qiáng)海流條件下的動(dòng)力定位，為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜海洋環(huán)境下完成水下作業(yè)任務(wù)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。付先平教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了水下機(jī)械手臂等抓取裝置進(jìn)行了研究，為水下機(jī)器人抓取目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。