水下机器人

　　科学技术的蓬勃发展往往源于迫切的产业需求。目前，我国鲍鱼、海参、扇贝、海螺、海胆等底播增殖型海洋牧场的采捕生产，依靠的是人工潜水和传统工具，存在着劳动强度大、安全风险高、生产效率低、采捕成本高等突出问题，给海洋牧场的工业化造成巨大障碍。水下机器人技术的兴起和不断发展有望逐步改变目前的落后现状，同时将有效保护海底生态环境，惠及生态监控、海底环境调查、海底资源评估等领域，促进产业的健康可持续发展。以下是水下机器人发展现状：

　　水下机器人一般可以分为两大类：一类是有缆水下机器人，习惯称为遥控潜水器（RemoteOperatedVehicle，简称ROV）；另一类是无缆水下机器人，习惯称为自治潜水器（AutonomousUnderwaterVehicle，简称AUV）。此外，按使用的目的分，有水下调查机器人（观测、测量、试验材料和收集等）和水下作业机器人（水下焊接、拧管子、水下建筑、水下切割等作业）；按活动场所分，有海底机器人和水中机器人。

　　水下机器人发展现状显示，国外从20年代开始现代潜水器研制，一直到60年代，主要是向深度挑战。1934年，美国潜水器潜入914m深度。1960年，人类终于下潜到海洋最深处10913m，即太平洋马里来纳海沟。60年代，以美国“阿尔文”号探潜器为代表的第二代潜水器得到发展。这类潜水器带有动力，还配置了水下电视、机械手等，不仅可以观察，还可以进行一些简单作业和海洋资源调查等任务。“阿尔文”号以铅酸电池作为动力，下潜深度为3658m。1961年，美国首先在潜水艇“脱里埃斯特”号装上机械手臂，1963年，美国开始执行深海发展计划。

　　我国从70年代开始较大规模地开展潜水器研制工作，20多年来，先后研制成功以援潜救生为主的7103艇（有缆有人）、I型救生钟（有缆有人）、QSZ单人常压潜水器（有缆有人）、8A4水下机器人ROV（有缆无人）和军民两用的HR-01ROV，RECONIVROV及CR-01A6000m水下机器人AUV（无人无缆）等，使我国潜水器研制达到了国际先进水平。I型救生钟是我国第一代潜水钟，主要实施海上援潜救生，它以湿救为主，兼顾干救，下潜深度130m，一次可救助艇员6-8人。在良好海况下，失事艇座沉海底倾角不大时，也可以与失事艇救生平台对口干救。

　　80年代中，我国开始研制作业型载人潜水器，典型代表是QSZ单人常压潜水器。80年代末，中国船舶工业总公司组织二所二校联合攻关，研制8A4水下机器人，其目标是研制一台以军用援潜救生为主兼顾海洋油气开发，具有局部智能的无人缆控作业型水下机器人--ROV。它有三个显著的技术特征；总体性能好于当时国内正在研制的各种缆控潜水器，技术层次上区别于“863”无缆水下机器人；吸取引进的AMETEK2006ROV先进技术，按作业要求，改进其不足之处；以援潜救生为主，逐步实现抢险救生作业智能化，8A4水下机器人工作深度为600m，设有中继站，巡航半径为150m，配有五功能锚定手和六功能作业手，并配有六种作业工具支持。8A4水下机器人1993年通过海试。

　　同时期，我国ROV另一典型代表是RECON IV水下机器人，它是沈阳自动化所引进美国PERRY公司的关键技术研制成功的，在南海石油平台作业中投入商业应用，并拟在海军各救捞大队配备使用。上海交通大学和加拿大ISE公司通过政府合作方式，联合研制成功Hysub 10 及Hysub 40 ROV。RECON-IV-300-SIA 水下机器人是中国科学院沈阳自动化研究所“七五”期间从美国PERRY公司引进RECON水下机器人技术的基础上自行研仿而成的，水下工作时机动性和活动半径较大，其国产化率达90%以上。

　　水下机器人发展现状显示，进入90年代，我国深潜器研制取得了重大突破，其典型代表是“探索者”号1000m无人缆控潜水器和“CR-01A”6000m无人无缆遥控潜水器AUV，1994年10月“探索者”号在西沙群岛近海域成功地下潜到水下1000米深处，成为我国到达深海的先驱者，专家一致认为“探索者”号无缆水下机器人整机功能、主要技术性能指标均达到国际90年代最先进的同类型水下机器人水平。“CR-01A”借助了俄罗斯的有关技术力量，其设计深度为6000m，1995年10月，在夏威夷附近海域，成功地下潜到5300m，拍摄到海底锰结核矿分布情况，获得了清晰的海底录像、照片和声纳浅剖图，收集到大量珍贵数据。它的试验成功，使我国能够对海沟以外的占世界海洋面积的97%的大洋海底进行精确、高效、全覆盖地观察、测量、储存和进行实时传输，并能精确绘制深海矿区的二维、三维海底地形地貌图，还建立了以资源库、环境库和文件库组成的“大洋矿产资源研究开发数据库”，推动了我国海洋技术的发展，并使我国在无人无缆自治水下机器人领域里一步跨越了20年，表明我国已成为继美、法、俄、日等国之后，能研制6000m深潜器的国家之一，为今后大洋锰结核矿探测和大规模开采，创造了先决条件。