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水下机器人,征服未知海底之利器

智能水下机器人,将人工智能、探测识别、信息融合、智能控制、系统集成等多方面的技术集中应用于同一载体上,在没有人工实时控制的情况下自主决策,代替人类在复杂的水下甚至是海洋环境中控制完成预定任务使命的机器人。

水下机器人衍生于20世纪后半叶,随着军事及海洋工程的需要,以及电子、计算机、材料等高新技术的发展。截止到2013年,增长了200多倍,全世界大约共建造了5756台各类水下机器人。其中作业级水下机器人914台、观察型机器人2656台、AUV134台、军事服务型1733台、其余调查型机器人319台。
中国起步虽晚,但通过不懈努力跨越鸿沟。2014年我国自主研制的6000米AUV“潜龙一号”在东北太平洋多金属结核合同区成功下潜作业。同时蛟龙号下水、北极ARV助力科考,都彰显了国家在水下机器人领域研发决心与瞩目成果。
一旦突破技术瓶颈,进口替代空间广阔。由于在水下机器人主要涉及的仿真、智能控制、水下目标探测与识别、水下导航(定位)、通讯、能源系统六大技术上与欧美研究历史较长的传统强国还存在一定差距,致使国产水下机器人的实际应用受到限制。未来一旦在探测技术、工艺水平、综合显控、综合导航有所突破,拓展应用新领域,进口替代空间广阔。
从军用到民用,从浅海到深海是未来水下机器人发展路径。1)军用使得水下机器人声名大噪,而民用才是它们最终的舞台。截至2013年,全世界仅有三分之一不到是军事用途。民用包括海洋石油、渔业、新能源产业、科研教学、船舶水下检修和河道疏浚等等。2)海洋总面积约占地球表面积的71%,其中水深在3000米以上的大洋面积约占89%。深海资源之丰富,95%却因复杂海况而未被开发。
未来10年将是中国水下机器人发展的最关键期。1)与水下机器人最相关的三个行业海洋油气业、海洋渔业以及海洋矿业GDP总值及占比连年增长,一旦打开新应用领域,市场空间巨大。2020年海洋生产总值占GDP比重超过12%,到2030年这一比重超过15%。2)2013~2017年全球工作级水下机器人项目总投资额将达97亿美元,较过去5年的投资额增长将近80%,未来时间投资的高增长可期。
未来水下机器人需要实现三座技术目标。1)远程续航目标。智能水下机器人向远程发展有三个重要环节:解决能源、远程导航和实时通信,太阳能自主水下机器人研制是最新进展。2)发展优化6000水深技术成为许多国家的目标。3)智能型目标。

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