水下机器人

　　海洋作为人类的蓝色国土，关系到人类的生存和发展，这是人类面临的更现实的问题。从20世纪后半叶起，水下机器人经历了从诞生、发展、到开始走向应用的历程。21世纪，伴随着人类认识海洋、开发利用海洋资源和保护海洋的进程，水下机器人这一高新技术将进一步发展并更加完善，21世纪将是水下机器人广泛应用的世纪。

青岛罗博飞海洋技术有限公司自主生产的ROV水下机器人

　　从19世纪起，人们开始利用各种手段对海洋进行探察。20世纪，水下机器人技术作为人类探索海洋的最重要的手段，受到了人们普遍的关注。进21世纪，海洋作为人类尚未开发的处女地，已成为国际上战略竞争的焦点，因而也成为高技术研究的重要领域。毫不夸张地说，本世纪是人类进军海洋的世纪。

　　人类关注海洋，是因为陆上的资源有限，海洋中却蕴藏着丰富的矿产资源、生物资源和能源。另一个重要原因是，占地球表面积49％的海洋是国际海底区域，该区域内的资源不属于任何国家，而属于全人类。水下机器人作为一种高技术手段，在海底这块人类未来最现实的可发展空间中起着至关重要的作用，发展水下机器人的意义是显而易见的。

　　水下机器人历史回顾

　　水下机器人也称作潜水器(Underwater Vehicles)，准确地说，它不是人们通常想象的具有人形的机器，而是一种可以在水下代替人完成某种任务的装置，其外形更象一艘潜艇。

　　水下机器人的种类很多，其中载人潜水器、有缆遥控水下机器人(ROV)、无缆水下机器人（AUV）是三类最重要的潜水器。回顾水下机器人的发展历史，我们从中可以看到人类征服海洋的进程。

　　最早出现的潜水器是载人潜器，这是人们在设计潜水球和潜艇微型化的基础上研制出来的，主要是替代潜水员在深海中进行潜水作业，可进行海洋考察、打捞、水下作业和救生。其排水量从几吨到几十吨，航速为1～2.5米/秒，下潜深度为几百米到一万米。在载人潜器上有密封的载人舱室及生命保障系统，可乘坐2～3人，还有供观察用的窥视窗，潜水人员坐在耐压舱内通过视窗对海底世界进行观察，同时潜水器内还带有各种测量仪器、通讯设备，并可以携带1或2个机械手。

　　世界上第一台载人潜器叫Argonaut the First，是由西蒙•莱克于1890年制造的。从20世纪60年代中期到70年代中期是载人潜器发展的鼎盛时期，其技术发展得较为成熟，此后逐渐进入低谷。

　　例如影片《泰坦尼克号》中的许多珍贵镜头，就是由俄罗斯科学家利用载人潜器“和平1号”、“和平2号”在水下拍摄的。

我国自行研制的蛟龙号载人潜水器

　　随着计算机技术的发展，美国、俄罗斯、日本等国先后研制出无人潜器，即水下机器人，它比载人潜器要小，也更灵活。按照水下机器人与母船间有无电缆连接将其分为有缆遥控水下机器人(Remotely Operated Vehicles，ROV)和自治水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle，AUV)。ROV通过电缆由母船向其提供动力，人在母船上通过电缆对ROV进行遥控。而AUV自带能源，依靠自身的自治能力来管理和控制自己以完成人赋予的使命。

　　早在20世纪50年代，有几个美国人想把人的视觉延伸到神秘的海底世界，他们把摄像机密封起来送到了海底，这就是ROV的雏形。1960年美国研制成功了世界上第一台ROV─“CURV1”，它与载人潜器配合，在西班牙外海找到了一颗失落在海底的氢弹，由此引起了极大的轰动，ROV技术开始引起人们的重视。另外，当时发生的石油短缺使得油价提高，刺激着近海石油开发业的发展，同时也促进了ROV的迅猛发展。到了70年代，ROV产业已开始形成，ROV在海洋研究、近海油气开发、矿物资源调查取样、打捞和军事等方面都获得广泛的应用，是目前使用最广泛、最经济实用的一类潜水器。ROV的最大下潜深度可达一万米。

　　20世纪50年代末期，美国华盛顿大学开始建造第一艘无缆水下机器人——“SPURV”，这艘AUV主要用于水文调查。从60年代中期起，人们开始对无缆水下机器人产生兴趣。但是，由于技术上的原因，致使AUV的发展徘徊多年。随着电子、计算机等新技术的飞速发展及海洋工程和军事方面的需要，AUV再次引起国外产业界和军方的关注。进入90年代，AUV技术开始逐步走向成熟。

　　未来几十年，遥控水下机器人（ROV）产业将会继续成熟、稳健地发展，小型ROV将越来越多地走向普通用户。而无人水下机器人（AUV）的应用和开发也将更加活跃——将向航程更远、智能更高、导航定位更准的方向发展，并逐步实现产业化。另外，水下滑翔机器人、两栖机器人、海底爬行机器人、仿生水下机器人等各式各样的新型水下机器人也将逐步走进人们的视野。