在剛剛結(jié)束的我國第六次北極科考中，由中科院沈陽自動(dòng)化所研制的“北極arv”水下機(jī)器人一顯身手，先后三次自主完成長期冰站指定海冰區(qū)的海冰厚度、冰底形態(tài)、海洋環(huán)境等參數(shù)測量工作。此前，青島羅博飛海洋技術(shù)有限公司的飛魚號水下機(jī)器人還進(jìn)行過水上事故搜救。
不需要呼吸氧氣，也不需要休息，能實(shí)時(shí)傳回水底信息……這都是水下機(jī)器人的神奇之處。近年來，在水下搜救、海底勘探、水面應(yīng)急處理等方面，水下機(jī)器人正在發(fā)揮著越來越重要的作用。
在接受《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)，多名機(jī)器人專家指出，盡管目前我國的水下機(jī)器人研發(fā)進(jìn)展巨大，但其產(chǎn)業(yè)化程度仍不夠，而核心部件受制于人，更是成為水下機(jī)器人進(jìn)一步發(fā)展的最大阻礙。
水下機(jī)器人應(yīng)用廣
日前，長江航道救助打撈局水下檢測中心在長江荊江河段開展了新型水下機(jī)器人設(shè)備試驗(yàn)，為水下檢測新方法作出了有益的探索。這意味著，未來水下機(jī)器人可能更廣泛地應(yīng)用于水下打撈。
中科院沈陽自動(dòng)化研究所、自主水下機(jī)器人技術(shù)研究室主任林揚(yáng)介紹，一般而言，水下機(jī)器人包括有纜遙控水下機(jī)器人（ROV）和自主水下機(jī)器人（AUV）兩大類。
“ROV的優(yōu)點(diǎn)是水面操作人員可實(shí)時(shí)觀察到水下環(huán)境并遙控操作，對機(jī)器智能要求不高，缺點(diǎn)是由于電纜連接，其活動(dòng)范圍有限；AUV的優(yōu)點(diǎn)是由于沒有電纜連接，其活動(dòng)范圍較大，不受母船制約，不足是對機(jī)器智能要求較高，目前僅限于簡單的水下探測作業(yè)?！绷謸P(yáng)指出，目前發(fā)展了ROV和AUV混合型水下機(jī)器人，其活動(dòng)范圍較ROV大大增加，且操作者可以通過光纖實(shí)時(shí)監(jiān)測和操控水下機(jī)器人，因此也稱之為半自主水下機(jī)器人。
中科院沈陽自動(dòng)化研究所海洋技術(shù)裝備研究室主任李碩告訴記者，今年7月份，深?；铏C(jī)在南海完成了區(qū)域覆蓋觀測試驗(yàn)性應(yīng)用，這是我國自主研制的滑翔機(jī)首次完成該項(xiàng)試驗(yàn)性應(yīng)用。
中科院光電技術(shù)研究所高級工程師馮常則介紹了一種工作于特種環(huán)境條件下的水下機(jī)器人。目前，該所研發(fā)的水下機(jī)器人主要應(yīng)用于核電站停堆大修期間關(guān)鍵設(shè)施設(shè)備的監(jiān)測及維護(hù)。
產(chǎn)業(yè)化仍有不足
目前國際上遙控水下機(jī)器人技術(shù)及制造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成熟，形成了所謂的“ROV工業(yè)”；自主水下機(jī)器人和水面機(jī)器人仍處于從實(shí)驗(yàn)室走向應(yīng)用的過渡階段，產(chǎn)品尚未完全成熟，除軍用外，只有少數(shù)型號能作為商品出售，其應(yīng)用范圍還有待開拓。而在國內(nèi)，無論是ROV還是AUV，均尚未形成產(chǎn)業(yè)。
“目前，國外擁有的水下機(jī)器人中的主要類型我們所里均有研制開發(fā)，其總體集成水平大體上達(dá)到或接近國際水平，但在應(yīng)用層面上還明顯不足?！绷謸P(yáng)說。
其實(shí)，受到水下機(jī)器人“產(chǎn)業(yè)化”困擾的，并不只有中科院沈陽自動(dòng)化研究所。
中科院光電技術(shù)研究所的水下機(jī)器人主要應(yīng)用于特種領(lǐng)域，因此產(chǎn)量并不大?！拔覀兏鶕?jù)客戶的要求，非標(biāo)定制水下機(jī)器人，一般都是核電站向我們定制。按照核電站需求開始設(shè)計(jì)、加工、調(diào)試，產(chǎn)品的研發(fā)周期在半年左右?！瘪T常說：“國內(nèi)水下機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化存在一些共性的問題。因?yàn)榉菢?biāo)定制的太多，涉及專業(yè)面廣，在某些專業(yè)領(lǐng)域與國外差距較大?！?/p>
核心何時(shí)中國造
水下機(jī)器人不僅需要“視力好”，能夠進(jìn)行高速、高精度光學(xué)自動(dòng)定位，還需要耐腐蝕、動(dòng)作靈活，而這些條件，離不開關(guān)鍵部件的制造。
李碩表示，與發(fā)達(dá)國家相比，我國在一些關(guān)鍵部件和關(guān)鍵材料的研究方面還有很大差距，要實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化，重點(diǎn)在于市場的開拓和基礎(chǔ)材料、重要組部件、各種高精度探測設(shè)備和傳感器的研究開發(fā)。
林揚(yáng)指出，雖然我國的總體技術(shù)和研發(fā)能力已達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平，但在一些關(guān)鍵部件和某些材料的研究方面還有很大差距。馮常也認(rèn)為，材料是特種機(jī)器人的核心技術(shù)之一。
林揚(yáng)說：“與其他機(jī)器人相比，目前AUV的情景感知、導(dǎo)航定位、自主控制等智能水平還相對較低，僅限于完成水下探測、目標(biāo)搜尋等簡單、重復(fù)的任務(wù)。此外，由于與海水介質(zhì)的接觸，低密度、高強(qiáng)度的材料以及密封、防腐等也是水下機(jī)器人特有的技術(shù)，且隨著深度的增加，其難度也越來越大?！?/p>
“水下機(jī)器人的發(fā)展與材料、能源、傳感器、控制、通信、人工智能等密切相關(guān)?！崩畲T認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人向更深、更遠(yuǎn)、功能更強(qiáng)的目標(biāo)發(fā)展，關(guān)鍵技術(shù)的研究必須先行。（記者彭科峰實(shí)習(xí)生張雅琪）