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发布时间:2017-07-10发布人:中国机器人峰会
中国是世界航海文明的发祥地之一。郑和下西洋,比哥伦布发现美洲新大陆早87年,比达伽马绕过好望角早98年,比麦哲伦到达菲律宾早116年,其中所蕴涵的民族精神已超越国界,成为世界文化遗产。郑和是世界航海先驱。
为了纪念郑和下西洋600周年,2005年,国务院批复同意每年7月11日将为中国航海日,同时也作为世界海事日在我国实施日期。
今天是中国航海日第13个纪念日。
对未知世界的探索,是人类一直不变的追求。探索引领人类认识世界。天空的无人机已经“堵车”了,而海底的探索才刚刚开始。覆盖地球表面面积70%的各种水域,目前仍是一片待开拓的广阔市场。
人工智能方兴未艾,国家高度重视海洋强国战略,加之目前全球对海洋开发的热度,在海洋装备上的投入都将持续增长,机器人产业逐渐涌入水下机器人“蓝海”,并在军事和工业等领域取得了大踏步的发展,比如说航母、“蛟龙号”“海斗号”、水下滑翔机等水下机器人。
应邀出席第四届中国机器人峰会,并在工业机器人产业论坛上发表《船舶建造中的机器人应用技术》讲演的中国船舶重工集团公司第七一六研究所总工韩瑜表示,船需要更多的机器人去配合船的位置。机器人完全替代人,目前在船舶行业还做不到。
军事篇
智能制造·航空母舰
2017年4月26日,巨龙入海,中国首艘国产航母正式下水,完成优雅转身。
中国第一艘航母辽宁号,是由瓦良格号航母改装而成。第二艘航空母舰由我国自行研制,2013年11月开工,2015年3月开始坞内建造。目前,航空母舰主船体完成建造,动力、电力等主要系统设备安装到位。出坞下水是航空母舰建设的重大节点之一,标志着我国自主设计建造航空母舰取得重大阶段性成果。下一步,该航空母舰将按计划进行系统设备调试和舾装施工,并全面开展系泊试验。
“蛟龙号”水下机器人
2012年7月,我国蛟龙号载人潜水器在西太平洋马里亚纳海沟7000米级海试中获得成功,实现了中华民族“可下五洋捉鳖”的夙愿。
“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器,设计最大下潜深度为7000米级,也是目前世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器。而这就意味着,“蛟龙号”可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域中使用,对于我国开发利用深海的资源有着重要的意义。
“蛟龙号”自海上试验以来,开展了152次成功下潜,“蛟龙探海”技术能力凸显,深海资源勘探成果丰硕异常。
“潜龙二号”
与“蛟龙”号相比,“潜龙”系列没有电缆牵引,也无人乘坐,可真正实现自主导航、自主作业以及自我保护,活动范围更大,成本更低。
“潜龙一号”突破了总体集成、深海导航与定位、布放回放、深海探测等关键技术,中科院沈阳自动化所成功研制中国首台6000米AUV深海实用性装备,具有全部自主知识产权。基于此,中国得以首次开展深海近底地形地貌、浅地层结构、海底流场和海洋环境参数的综合精细调查应用。
“潜龙二号”运用了多项创新技术:首次采用基于前视声呐的避碰控制方法,大大提高了避碰障碍物能力;首次在AUV上安装了磁力探测传感器,实现了近海底高精度磁力探测;采用测深侧扫声呐水下实时信号处理技术,实现了深海近海底高精细地形地貌快速成图。
“潜龙二号”总设计师刘健说,“潜龙一号”“潜龙二号”这两台应用型水下机器人的成功研制,标志着我国自主水下机器人技术达到了国际先进水平,对提高我国深远海资源开发利用规模与水平,具有现实意义。
“海斗号”水下机器人
高1.2米,宽度0.85米,厚度0.4米,扁圆形身材,光滑的表面上只有两侧各有一个小小的白色可回转推进器,看上去就像一支“黄雪糕”长出了两个小翅膀。
就是这个“小家伙”,在我国第一次综合性万米深渊科考即“探索一号”船航次中,成功获得了2条9000米级和2条万米级深渊垂直剖面的温盐深数据,为研究海斗深渊水团特性的空间变化规律和深渊底层洋流结构,以及万米无人/载人潜水器的设计提供了宝贵的基础资料。
“海斗号”是我国第一台下潜深度超过万米并完成全海深深渊科考应用的水下机器人,为我国第一次获得超过万米的全海深剖面温盐数据。
水下滑翔机
飞向蓝天遨游太空是我们祖先一直都有的梦想。从嫦娥奔月的神话到杨利伟乘“神舟”五号载人飞船成功飞入太空,科学技术的不断发展,“可上九天揽月”的已不再是梦想。现在已经有了能够在一种被称为“水下滑翔机”的特殊水下装备,可以在深海大洋之中进行“滑翔”,是不是感觉很神奇?
水下滑翔机,属于无人水下航行器的一种类型,也可以被看作是一种水下机器人,能够依靠自身动力和推进系统实现自推进水下航行,同时具备水下精确定位和精密导航能力,能够在远海大洋深处长时间进行航行,一次出航部署时间可以长达200天,最大工作深度可以达到1000-1500米,最大航程达到2300-3000海里。
作为一种新概念的无人水下航行器,水下滑翔机需要适应复杂严苛的海洋环境,因此在低阻低噪外形、高强度轻质壳体材料、致密能源、自主智能避障与航路规划等方面广泛应用了很多先进技术,能够充分和集中体现一个国家的科学技术水平和精密制造能力。
水下滑翔机的这些优越性能也很快引起军事科研人员的关注和兴趣,并且开始尝试展开水下滑翔机在军事特别是现代海战的应用研究,并且已经成为现代海军高技术发展的一个热点。
安全篇
警用救援全景水下机器人
水下救援机器人专业应用于水下搜寻、水下打捞、水下摄像、消防救生、刑事侦查、救援等领域,可通过螺旋桨来控制机器人在水下前进、后退、转向、完成精确抓取、通过监视器观察水下情况,控制机械手张合实施打捞救援作业,最大限度地保证了被困人员及施救人员的安全。
采用高强LED射灯,低照度水下摄像头使水下照相摄像效果突出,操作方便。机器人整体结构采用双筒平衡设计,打捞方式采用鹰式垂直扑捉设计,机械手采用扇贝型对合封闭设计并配有高强磁铁,整机采用高分子材料,使用年限可以达到20年以上。主要配置在基层派出所,110巡逻车、救援队、水警、巡逻船等。
水下打捞机械手
水下可视打捞器专业应用于水下物证搜寻、水下打捞、水下摄像、消防救生、安检取证等领域。刑事侦查、救援、打捞水中、井下的落水者、遇难者、物证等,可通过7米高碳长杆上安装机械手来完成精确抓取,机械手上装有强磁块,便于打捞铁质的证据。
狭窄的井下救援十分困难,而打捞救援机械手的弧形机械手可在口径28CM的深井打捞,并通过监视器观察井下情况,控制机械手张合实施打捞救援作业,可有效的解决了不能下井及挖掘破井导致的塌方危险,最大限度地保证了被困人员及施救人员的安全。
环保篇
“领航者”号无人船
目前,国内外水面机器人的主要用途有水采样及水质监测、水下地貌测绘和水文测量、水面垃圾清理、巡逻及救援等。
“领航者”号作为一款通用化海洋高速无人船平台,可应用于环保监测、科研勘探、水下测绘、搜索救援、安防巡逻乃至军事应用领域,目前已经实现了搭载无人机、潜水器实现协同作业。无人船平台的油电混合动力系统最高可提供30节的航速,并能在1000公里范围内通过GPS或者北斗系统实现高精度定位自主航行、自主作业。
无人船用于环保是云洲智能的首创。云洲的环保系列无人船可代替人工,完成符合国家标准的定时、定点、定量的水质采样工作;可像“移动式”的水质监测浮标一样,实现大面积、移动式的水质在线监测;还可以实现该水域水质分布图测绘,为水体研究、查找污染源提供了一种创新的解决方案。
此外,企业最新研制的产品“领航者”,还可通过GPS或者北斗系统实现高精度定位自主航行、自主作业,实现安防巡逻、搜索救援、海底测绘、油井护卫、核辐射监测乃至扫雷、作战等军事用途。
风光互补水面机器人
已经面世的“领航者”号无人船处于国内民用水面机器人领先水平。而相对于无人船,水面机器人则需要克服续航动力这一束缚发展的技术难题。现有的垃圾清理水面机器人多数都是小型船体,清理的垃圾有限,采用电池供电,动力不足。比如,全自动水面保洁船最多清理1立方米小型垃圾,最长巡航8小时。
日前,中国科学院合肥智能机械研究所纳米材料与环境检测研究室研发出“风光互补”自主式水面机器人。首创风力和太阳能发电动力技术,动力来源于大容量电池、风力和太阳能发电混合电源系统,解决了水面机器人长时间持续巡航的动力问题。在此基础上研发的垃圾清理无人船采用抓捕式垃圾清洁方式,各种水面漂浮物、蓝藻等均可以清理,实用性更强,使用更方便。
生活篇
机器智能鱼
在这个时代,机器人与人工智能已经深入到了人们的生活之中,与人相伴。这一对丑萌丑萌的机器智能鱼是宁波奇点机器人体验馆人机相伴展区的展品,他们不仅仅会卖萌,还会检测水质和空气质量,妥妥的实力派!
未来的机器鱼,能否与船员并肩航行,通过检测空气的密度,帮船员应对变幻莫测的天气,做他们贴心的“护航者”?
PowerRay小海鳐
PowerRay小海鳐是一款为户外爱好者、电影制作人、极客以及普通小白用户设计的玩具及工具,能够通过遥控手柄、手机app、手机体感或VR体感四种模式进行操控,满足不同用户在不同场景下的不同需求。
PowerRay主打水下摄影,配备了超高清广角相机,可以实时1080P传输预览水下的图像与视频,并支持4K 30帧视频录制与1200万像素5张图像连拍,满足你随时随地想拍就拍的需求。
除了能水下拍摄之外,PowerRay还提供了一项更具变革意义的功能:可视化钓鱼,完全颠覆了传统的钓鱼模式。这款产品搭载智能寻鱼器(寻鱼器还可拆分,单独使用),可以通过声呐准确探测出航行深度40米范围内鱼群分布、大小、深度等鱼情,以及水温、水深和水底地形地貌信息。
而且,寻鱼器还具备诱渔灯功能,双侧LED灯确保海底光照充足, 既能满足寻找鱼群功能也可更方便进行打窝,配备的拖线器可以将鱼钩送至最佳位置,精准进行捕鱼;配合4k相机,提供更为高效、有趣的钓鱼体验。
VR眼镜不但为我们提供了第一视角的沉浸式体验,身临其境地体验水中航行,还可以让我们零距离的观看整个钓鱼过程。
“白鲨MIX”
对未知世界的探索,是人类一直不变的追求。今年5月,深之蓝推出个人消费级智能水下运动产品“白鲨MIX”,体积小、推力大、便于携带和操作,“让每一个人都可以轻松地在水里游起来”。
这是一款水下助游器产品,搭载双螺旋推进装置,类似于一架水下“平衡车”,可以应用于游泳场馆、水上世界、海滨浴场或潜水娱乐等。
看完这么多,你是不是觉得中国的水下机器人非常智能,几乎能满足各个方面的各种需求呢?但我们还不得不承认,目前的水下机器人与我们所想象的“智能机器人”还有一段距离,现在只能称之为正在“走向智能”的水下机器人。
尽管困难重重,水下机器人的智能化需求,仍然是不可逆转的趋势。