水下机器人调查报告.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,水下机器人调研报告,2017/11/21,.,目录,水下机器人应用范围,水下机器人产品,水下机器人竞争公司,水下机器人发展现状,.,1.,水下机器应用范围,1,、水下探索,/,作业：,地理、环境、资源、排障探索,/,作业,2,、搜救事业：,海上救助打捞、近海搜索、水下目标观察、水下洞穴搜救,3,、水下检测：,水质，环境监测，水中建筑如大坝、桥墩、船舶等结构检测,4,、科研事业：,海洋考察、水下生物观测、水环境监测以及水下考古、水下沉船考察,5,、,渔业养殖,：,渔业养殖方面，我国水产养殖面积,8465,千公顷，其中海水养殖面积占,27.38%,，淡水养殖面积占,72.62%,。全国有水产养殖场,32000,个，面积,1000,万公顷，需要经常检查水质的温度、盐度、,PH,值、溶解氧等，以及鱼类、贝类、海参等的观察，网箱检查、人工鱼礁等，都为水下机器人提供了巨大的市场需求。,6,、,水下娱乐,：,全球潜水爱好者的规模达到,2,亿，体验式潜水服务市场规模近五年平均增速约,15%,，,2015,年接近,250,亿美元。,OpenROV,于,2012,年推出，主要用途为拍摄水下影像，其配备了三个推进器、,LED,前灯、塑形橡胶以及绳缆。消费者可以用计算设备上的开源软件对,OpenROV,进行控制，最高时速能够达到,2m/s,，续航时长,3,个小时。,我国体验式潜水服务市场规模近五年平均增速达到约,36.5%,，明显高于全球增长率，,2015,年超过,21,亿美元。目前，国内已经有一批企业开始抢先布局消费级市场，如,深之蓝、鳍源科技、博雅工道、潜行科技、微孚科技,等。,.,2.,水下机器人产品,仿真海洋生物,.,深水海下机器人,深海水下作业机器人，又称“,ROV,”，主要用于水下生产系统的安装、调试和维护等作业，最大可,深潜,3000,米，工作,5,至,10,小时,。目前，深海水下作业机器人一般从国外进口，根据工作水深和功能不同，,每台价格在,3000,万元到,1,亿元,不等。,相对陆上机器人来说，水下机器人的技术难度更大，其中,机械臂、推进器、升沉补偿系统,是技术核心。其关键技术涉及,能源、精确定位、零可见度导航、高强度和轻质及耐腐蚀结构材料与浮力材料技术、作业技术、声学技术、回收技术,等，而且设备操控需要专业团队来进行。,水下机器人需要推进器和升沉补偿系统共同来控制水中姿态。操控必须非常精准，哪怕只有半点儿差池，造成设备安装不到位，就可能带来漏油或设备损害的危险。,传统的有线遥控机器人分为水面设备与水下设备两部分，水面设备包括操纵控制台、电缆绞车、吊放设备、供电系统等；水下设备包括中继器和机器人本体等。机器人本体依靠推进器在水下运动，配备有摄像机、照明灯等观测设备以及机械手等作业设备。有线遥控机器人的操控方式，是由操作员在水面母舰上控制和监视潜水器作业，靠电缆向本体提供动力和信息交换。由于电缆的存在，很大程度上束缚了潜水器的水下作业。,.,伪装成天鹅的水质探测机器人,在新加坡的某些水库水面，当你看到浮着几只天鹅时，它们可能并不是真的天鹅，而是伪装成天鹅的水质监测机器人，新加坡国立大学项目小组开发了这些智能高效的水质测试机器人，外观是天鹅外形但实际上能够监测,pH,值，溶解氧，浊度，叶绿素等水质条件,。天鹅形状的机器人们可以让水生动物不会产生敌意,，同时也能,保持景观特点,，机器天鹅装有,GPS,导航能够大型水体中自主游动，并通过无线连接云端发回数据。,天鹅们通过,GPS,导航能够确保不会重复已经覆盖的路径，虽然能够通过遥控进行设定，但是一般情况下机器人将通过自身生成的路径自主进行水质监测。研究者可以在任何有网络连接的地方进行数据监控和操作。,目前，水下机器人已被广泛应用于水下视频监控、水质监控等领域，智能替代人工。,.,水下机器人充电站,将无线充电座放到水底，以提供电动水下机器人充电,?,随着自动科技的进展，各类型的无人机愈来愈普及，这些无人机器人的任务多半必须长期进行，为了延长任务时间，技术专家们设计电磁感应原理的无线水下充电站。,无线充电技术，也称为感应充电，已经部分在智慧手机和平板电脑当中应用了，它只需要在一个平板充电区上设置你的手机，然后充电器的交变磁场，与手机里的接收器线圈就能引起交流电流。然而，目前无线充电仍然不普及，原因是充电速度较慢。不过对无人潜艇而言，这个缺点问题不大。,.,能监测水质的鳗鱼机器人,来自于,EPFL,的研究人员和其他研究机构，打造了一个类似于鳗鱼一样的水,下机器人,来监测水质。,装配了不同传感器的机器人，可以通过远程控制或者自动移动，研究人员在日内瓦湖的一小片区域对它进行了测试，研究人员让机器人在受污染的区域游泳。该机器人成功地绘制出了导电率的变化图，并生成了一个温度图。他们最终的目标是让机器人能够探测到像汞或其他污染物那样的重金属。,部机器人装配了,化学、物理以及生物传感器,，它能,测量周围近,1.5,米的区域,。,机器人就像鳗鱼一样，在水里游动，它不会搅动泥土，也不会扰乱水生生物。,它的传感器可以在水中不同的位置对水质进行测量，然后准确的将数据发送给计算机。,使用这个机器人有很多优势，它能发送实时的数据，而且与传统的通过螺旋桨驱动的水下机器人相比，它在移动的时候也不会困在海藻或者其他水生生物中,。,.,“永不沉没”海洋观测浮标,。,该浮标相比传统一体式钢制浮标，新型分体组装式泡沫浮体海洋观测浮标有,3,大创新：一是浮体采用实心不吸水泡沫内核，外裹高强度、高弹性保护壳，耐腐蚀、抗撞击，且易维护，寿命长，堪称“永不沉没”的浮标；二是采用模块化设计，实现了分体常规陆路汽车运输和现场组装，既可保证产品质量，又能快速运抵各地便捷安装；三是具有良好的稳定性和水动力性能，适应广东省多台风大浪的海洋环境。,传统一体式大中浮标（直径,10,米或,6,米）需要在船坞制造，由海上拖运至工作海域，人力、物力和时间成本高，且存在不安全因素。新型浮标从设计源头规避了这些“疑难杂症”。,该新型浮标的投放使用，首次实现了中远程海域观测，选用我国的北斗卫星和无线通信方式，结合岸站数据接收处理系统，可长期全天候实时观测相关海域的气象、水文和水质等要素,.,三栖无人机，这款装备有点厉害,。,“潜水鸠”三栖无人机，是水下无人潜航器（,UUV,）和无人驾驶飞机（,UAV,）的结合体，可以独自实现水下、空中、地面三栖转换，不需要火箭推进剂等化学燃料或复杂的控制系统。,基本形态下的“潜水鸠”具有潜艇的全部主要功能，包括完整的潜航能力、通信指挥塔、全景式潜望镜、双推进螺旋桨、全关节转子，以及其他传感器，可以在水下履行潜艇的职能任务。但是，它又不仅仅是一艘普通的无人潜航器，同时还是一架可以随时随地从水下飞到空中的无人飞机。该无人机潜望镜位置的相机系统也集成了视觉传感器，它能够辨别周围环境，判断水面情况是否合适飞行。当无人机在水下执行任务过后，即可自行浮上水面、激活飞行系统，打开,4,个螺旋桨舱门，依靠启动机体内的螺旋桨产生的浮力起飞，变身为一架垂直起降的无人驾驶飞机。,密集的传感器和飞行系统给了“潜水鸠”巨大的优势，它采用完全无线控制的方式进行操作，不必担心机器会丢失。传统的无人潜航器在水下工作时，岸上的操作者都需要在机器上连接长长的线缆，或者在水面放上浮标将线缆绑在浮标上保障水下潜航器安全。,动力方面，“潜水鸠”采用“柴油,+,电池供电”混合动力系统，配有柴油发动机、发电机和电池组。在水面以上飞行时，“潜水鸠”采用柴油发动机为电池充电，一旦充足电量，就可以使用电池组驱动螺旋桨推进器、传感器、摄像机和其他水下设备，进入潜航状态。尽管常规潜艇的柴电动力技术并不算是新科技，但英诺集团还是第一个吃螃蟹者，率先把无人驾驶飞机和无人潜航器技术有机整合起来，大大拓展了无人机的运行能力。,.,深海小黄鱼,。,在“探索”号作业同时，“发现”号还搭载中国科学院海洋研究所自主研发的探针式拉曼光谱探测仪，对南海一冷泉区的天然气水合物成分进行了探测，这也是我国首次实现不同类型水下机器人同时作业。总之，这次航段的任务到目前为止，已经比预定计划超额完成。,.,水下滑翔机,。,7,月,22,日，我国最大规模水下滑翔机集群正在南海开展同步观测，共有,12,台我国自主研制的水下滑翔机同时作业，相关数据实时传输回陆地。,本航次第一航段首席科学家俞建成说，在这个航段中，科考队员在南海成功布放了,12,台“海翼”系列水下滑翔机，为国内同时布放同类型水下滑翔机数量最多。这些水下滑翔机提供详细的海洋环境信息，包括温度、盐度、浊度、含氧量、海流强度和运动方向等，数据实时传输回陆地实验室。,中国科学院战略性先导专项“热带西太平洋关键区域海洋系统物质能量交换”首席科学家孙松介绍，,12,台水下滑翔机将同步持续工作一个多月，获得立体的海洋观测数据。,水下滑翔机是一种新型水下机器人，由于其利用净浮力和姿态角调整获得推进力，能源消耗极小，具有效率高、续航力大等特点。“科学”号将于,23,日从厦门起航，赴南海执行本航次第二航段的任务。,.,俄罗斯研制的新型无人水下机器人，可潜,600,米,。,据俄罗斯军事工业委员会网站报道，由俄罗斯“地中海”公司研制的新型“视野,-600”,无人水下机器人加入武器库，进入黑海舰队服役。,该设备将用于海底侦察。之前俄罗斯海军使用的是英国生产的无人水下机器人。“视野,-600”,属于小型无人水下机器人，可下潜,600,米，重量,15,公斤。,装备了机械手，能够抓住重达,20,千克的物品。因为该型潜器的尺寸小，所以可以进入复杂或狭小的水下区域。,.,水下无人机可通过海水提升续航里程十倍,。,无人水下潜航器通常由锂电池提供动力，而这些电池存在一些问题。一个是它们是存在火灾隐患，因此它们通常不会被空运。而是由较大的船只进行海上运输，这也意味着他们所拥有的范围不会事先浪费在运输上。,Open Water Power,的团队成员表示，他们已经提出了一个更好的方式，并将他们的解决方案与汽车发动机相提并论。但是，如果汽车发动机依靠空气作为氧化剂来进行化学反应，则其新的动力系统则依靠海水。,Open Water Power,发明家,Ian Salmon McKay,表示：“我们的电力系统可以吸入海水并排出废气。但是与地面发动机的废气相比，这种废气是没有害处的。”新电池由合金铝阳极，镍合金阴极和碱性电解质组成。当海水被吸入系统时，阴极将其分解成氢氧根阴离子和氢气。阴离子与合金铝阳极反应产生氢氧化铝并释放电子，然后将其供给电路。,该团队声称，该系统可以提供超过常规锂离子电池的十倍以上的续航里程，并且它更安全和更耐用。该过程仅在系统浸入水中后触发，研究人员指出，铝阳极的腐蚀是一个问题。,该公司目前正在与美国海军合作，将这些电池部署在用于侦测敌方潜艇的声传感器中。另一项测试将于今年夏天进行，他们将与一家名为,Riptide Autonomous Solutions,的公司开始合作，该公司的无人水下潜航器目前一次充电续航里程约为,100,海里（约,185,公里）。该公司希望这种新技术可以将这个范围扩展到,1000,海里（约,1852,公里）,.,日本研发出新型水下机器人 用于福岛核电站的清理工作,。,日本开发了一款水下机器人，用于勘测福岛核电站附近的高放射性水域。该机器人将帮助找到丢失的燃料棒，并测量设施结构的完整程度，以确保能够进行安全拆除。,2011,年福岛第一核电站的核泄漏事故是一场骇人的灾难。当时的一场大地震引发了海啸，成千上万的人被迫撤离家园。事故现场的清理工作仍在进行中，机器人也一直被用于清除残留在废墟中的放射性燃料。,由于受到强烈辐射，过去使用过的机器人一直遇到各种问题。东京电力公司（,Tepco,）在清除部分燃料棒方面取得了进展，但仍然无法检测到那些已经熔化的燃料棒。,人们希望通过这种新型的遥控机器人来定位那些融化的燃料棒，同时也能用于测量设备的结构损伤。找到这些燃料棒后，团队将就安全移除它们的最佳方法进行研究。这个机器人的大小相当于一块面包。,核电站的辐射水平过高，因此人类无法完成事故后的清理工作。一个名为,“,蝎子,”,的机器人工作环境中的辐射高达,1000,希沃特，这种辐射强度能够在几秒钟内杀死一个人。因此在这样的极端条件下，人类可以通过机器来完成相应的工作。,.,其他产品,MantaDroid,机器人,长,35,厘米，宽,63,厘米，重,0.7,千克,，在水中活动时就像一条幼年魔鬼鱼一样。它可以以,每秒,0.7,米的速度,在水下快速前进，,一次充电能游行,10,小时,，这也是这款机器人的亮点所在。,驱动方面，,MantaDroid,每个鱼鳍上设有一个电动马达，通过与水的流体动力相互作用，机器人就能进行运动。不过，按照,Chew,的说法，这种设计与其它在整个鱼鳍上配备多个马达的机器人有很大不同。,MantaDroid,的鱼鳍为由,柔性,PVC,片制成,，可以很好的适应水下环境。,此外，,MantaDroid,外观上的特点使得它有足够空间用于携带科研时所需要的传感器等设备。值得一提的是，为了不影响其他海洋生物，研究人员还专门设计了,减噪装置,，这样,MantaDroid,就能安安静静地在水下游动了。,.,其他产品,因为水下的阻力等多种因素，现在的水下机器人多是以螺旋桨推进为前进的动力。而就在最近，北航副教授文力带领着团队研发出了一种,吸盘,，能够使得水下机器人稳稳地附着在动物或是物体的表面，继而记录数据。,在实验室里，该吸盘能吸在鲨鱼皮、玻璃、果汁盒和,iPhone,上。据悉，文力这一机器人吸盘的灵感来源是印头鱼，一种海洋鱼类，通常用头部的吸盘把自己吸附在鲨鱼、海龟等生物身上。在原理设计上，,吸盘结合了一个大吸盘和,1000,个碳纤维小刺,，这些小刺在吸盘上呈列排布，可以上下移动来帮助吸盘吸附和脱落，可以帮助吸盘一直吸在鱼身上。,当前该吸盘能够,承受超过每秒,1.5,米游速,时的力量，以鲨鱼为例，纵然其在高速转弯或是游动，该吸盘都能够牢牢吸附，从而实现正常操作。,.,全球第一个水下仿生鱼航拍器,BIKI,鱼,这款,水下无人机鱼,BIKI,鱼，由北京大学的博士和硕士联合研发。它的一副呆萌样，不知俘获了多少人心，现已成为外媒社交圈的,“,新宠,”,。,因为它能下水，将海底美景尽收眼底后呈现在你眼前，和以往水下无人机不同的是，,BIKI,鱼利用橡胶材质仿生鱼鳍提供动力，水下活动时只产生,55dB,超静音，打入鱼群内部轻而易举，还能达到以假乱真的效果。,更神奇的是，,BIKI,鱼长了一个鸡头，即使它在水中不停的颤抖游动，也丝毫不影响拍照。鸡头有一种独特的迷之平衡，一旦被应用到,BIKI,鱼身上，无论它怎么抖都无妨。,来看它的摄像头，不仅能防抖，还能输出,4K,视频和,1600,万像素的照片。,BIKI,鱼最深下水深度为,60,米，并支持手机联网功能。通过手机,APP,遥控、上传视频。,外观蠢萌的,BIKI,鱼实质上异常聪明，为防止撞机自带红外摄像，通过,GPS,自动寻路，断网也没关系，它能自己游回来。,.,最新激光水下机器人可消灭海虱,。,为应对这一日益严重的问题，挪威和苏格兰的一些鲑鱼养殖大公司正将他们的目光投向一种似乎是不太可能的技术解决方案：使用装备有摄像机和激光器的水下机器人，精确地将染病鲑鱼身上的吸血寄生虫焚毁。水下机器人装在一个铝合金外壳中，还装备有两台立体摄像机和一个运行图像识别软件的处理器。该套装备与用在移动设备上的人脸设别软件相似，当水下机器人经过鲑鱼时，能聚焦并识别鲑鱼鱼体上的海虱。该装置所配备的是一台医用二极管激光器，与牙医或在眼科诊所中使用的激光器很相像，一旦探测到海虱能够以,100,微秒的激光脉冲快速击毁海虱。而鲑鱼并不会受到激光的伤害，这归因于它们那闪闪发光的鱼鳞将激光冲击波反射掉了。大约估算，水下机器人一天可以消灭数以万计的海虱。,.,水下高清无人机 让你一览海底风景,。,Fathom,公司本周在,Kickstarter,上推出了一款模块化水下高清无人机，这款无人机名叫,Fathom One，,毕竟采用了易用的模块化设计，并且具有很高的便携性。,Fathom One,的潜水深度为,30,米，专为户外爱好者、电影制作人以及极客准备。,Fathom One,完全采用模块化设计，并且在价格上几乎只有竞争对手的一半。,Fathom One,的核心组件包括了三个推进器（两个侧方一个后方），同时可以非常轻松的进行升级和定制，根据不同的深度和需求自定义选择。,.,无人水下机器人助力消灭狮子鱼,。,最近，一种新型水下机器人,Guardian LF1,研发成果，这款机器人设计用于控制狮子鱼种群入侵大西洋，该组织同时还发起了一个众筹活动，旨在为该项目构建意识和支持，帮助其进入下一个研发阶段。,Guardian LF1,可以潜入水下,400,英尺的深度，功能完整的原型能够击晕并收集十条狮子鱼后，将其带出水面。,这款机器人将帮助减少狮子鱼对对珊瑚礁的破坏以及对沿海旅游的威胁，狮子鱼的入侵对渔业是一次严重的挑战，并扰乱了大西洋海洋的生态系统。,.,可用于环境监测的机器鱼,。,自动化与机器人中心（,CAR CSIC-UPM,）和佛罗伦萨大学的研究人员正在开发设计一种具有生物传感器的自主水下航行器来监测水质的,pH,值。为了尽可能地减少对鱼类的干扰和压力，机器人被设计成鱼形。,由于水的酸度直接影响其他水质和鱼类健康的标准，研究人员开发了一种基于在石墨丝网印刷电极表面电化学沉积聚苯胺薄膜的,pH,传感器，由此，机器鱼可根据传感器检测到的条件改变其游行的方式。,机器鱼不包括尾巴总长为,30cm,，由,1 mm,厚度的聚碳酸酯弯曲成连续柔性结构（机器鱼骨架），另外使用肋状结构支撑基于乳胶的皮肤。设计者,Claudio Rossi,说：“这个系统提供了关于环境变化的早期信息，可用其监测水质参数，改善养鱼场的管理决策，从而改善鱼类的健康。”,.,水下滑翔机，中国科考神器,。,水下滑翔机是一种新型水下机器人，它通过调节自身浮力和姿态来实现在水中滑行，并收集水体信息，具有低功耗、高静音的特点，可以对特定海域实行高精度大范围的水体观测。,“海翼”号水下滑翔机由中国科学院沈阳自动化所研制，具有完全自主知识产权，是新型水下观测平台。自原理样机的研发到深渊观测任务的圆满完成，“海翼”号已经历了,13,个年头，包含浅海、深海、深渊等不同型号的水下滑翔机,20,余台。,.,这款水下无人机厉害了，可从水下起飞,。,无人机机翼可折叠已经不新鲜了，近期一家法国的无人机初创公司,Airvada,推出了机翼可充气的无人机，不但轻便还能在水面漂浮，甚至是从水下起飞。,Airvada,推出的航拍无人机,DIODON,是多旋翼无人机，但不同于传统的硬性结构机翼，,DIODON,使用了可充气的机翼。瘪气时,DIODON,无人机可以折叠，尺寸仅有,8,英寸，重启后可以变成一架,1.2,米的六旋翼航拍无人机。,Airvada,表示他们会在销售无人机时配送连身充气泵以及二氧化碳气瓶，充放气的过程分别大概要,30,秒，操作过程也比较简单。,这种充气机翼的设计最大的优势在于减轻了机身的重量。,DIADON,系列有三款不同尺寸的无人机，其最小的无人机仅有,0.44,磅，按照美国,FAA,的要求，不到,0.55,磅的无人机是不需要注册和商务飞行执照的。但,0.44,磅是只算上机身，还是也包括了摄像头尚不知晓。这款最轻便的无人机的续航时间约为,20,分钟，和其他的消费机无人机相差不多。,另外两款大尺寸无人机是,MP40,（,0.88,磅）和,HP150,（,3.3,磅），它们可以携带更重更专业的拍摄设备，比如热成像相机、云台相机等，其续航时间也从,20,分钟延长到了,30-35,分钟。,除了重量优势，,DIADON,的充气结构使得它还具备了在水面漂浮，甚至是从水下起飞的绝技。,.,为解决狮子鱼问题，,iRobot,创始人制造了一款捕鱼机器人,百慕大海域，狮子鱼已经成为一个大问题，严重威胁到当地的海洋环境。当,iRobot,的创始人,Colin Angle,到百慕大时，他首次了解到这个问题。现在，他试图以技术方法解决它。,.,这款水下无人机是个捕鱼小能手,。,这款以摄像功能为主的家用,水下无人机,，机身呈卵形。这种防水装置能够对鱼群进行定位或吸引周围的鱼群，并用镜头记录他们的活动。其最大潜水深度为,30,米,(,或约,98,英尺,),，最长工作时间可达,4,小时。可适应新鲜、含盐或含氯的水质。,低配版包括一根,50,米长的电缆，能够把设备拖回水面基站。除了避免无人机在强大的电流中迷失方向，电缆还能输送电力，并将拍摄到的视频资料传回基站。配有,4K,摄像头。,中配版配有,“,鱼群探测动力仪,”,，可使用闪光灯以及玉儿来引诱鱼群，在操控远程,“,饵线,”,使其聚集。,高配版配有虚拟现实头戴设备，使用户在观看所录制的水下视频时能够有身临其境的感觉。,旧金山海湾的水族馆里，这款水下无人机捕捉到了水下画面。但是水族馆禁止它进入鲨鱼所在水箱，因为鲨鱼很可能直接吞掉这些潜水器。,然而，它记录下了鲈鱼、海鲈鱼和其他海洋野生动物的活动画面，并能够在水族馆的水槽和海藻阻碍下保持行进。,.,我国首次实现万米海底实时影像传输,。,在“探索一号”所搭载的各种深潜设备中，我国自主研制的“海斗”号可以说是一名“老乘客”了。不过，此次在马里亚纳海沟和雅浦海沟的深渊科考，“海斗”号又承担了新的任务。,在,68,天、近,8000,海里的航程中，“海斗”号自主遥控水下潜水器先后,5,次潜入万米深度，并首次实现了我国万米海底的巡航遥控和实时视频影像传输。,利用光纤模式，“海斗”号坐底航行长达,4,个多小时，并保证了整个移动过程中的视频实时传输。为了实现这一技术，中科院沈阳自动化所科研团队攻克了一系列技术瓶颈。,万米级长距离微细光纤传输及控制技术的突破，使得海底深渊的画面能够实时回传，这一重大突破将为我国的深渊科考奠定重要的技术基础。,.,挪威研发蛇形机器人 可进行水下设备维护,。,Eelume,用于检测和维修海底设施，目前正在石油钻井平台上进行测试。其采用模块设计，可以通过更换抓取器和清洁刷等可拆卸部件以完成不同的任务。蛇形设计使得,Eelume,可以去到其他机器无法触及的狭窄空间开展工作，还可以通过扭动身躯在强力水流中停留。除此之外，,Eelume,在不工作时可以自行连接到海底基座，所以无论表面情况如何，它都可以随时运作。,目前，这项机器人还未投放市场，但已亮相南安普顿市海洋商贸博览会,(Southamptons Ocean Business trade fair),。该项目未来的研发计划包括制造低价的,3D,打印模型和可以在深水域操作的机器人。“我们在未来可以做到潜水员做不到的事，例如到泰坦尼克号里看看。”米尔斯说，“我们可以通过这个机器人去探索未知的地方。”,.,水下机器人也开始玩直播,.,。,上月，科考船“大洋神探索者”（,Okeanos Explorer,）号将遥控无人探测器,Deep Discoverer,潜往萨摩亚海域,6000,米深的海中勘探未知的深水地质，拜访奇妙的海洋生物，探索的实时景象在直播平台,YouTube,进行了直播。,这次探索将持续到,9,月，是,NOAA,承担的名为,CAPSTONE,的多年科考项目的一部分，旨在收集太平洋中西部海洋保护区的深海数据。这些数据不仅能展示未知的海域，也将为保护区管理和深海采矿提供参考。,.,可在水中隐身遁形的柔软水下机器人,。,麻省理工的科学家们受一种叫玻璃鳗的鱼启发，制造出了可以在水中隐匿踪迹的柔软机器人。,这种机器人由水凝胶制成，,90%,的成分都是水，颜色透明，在水下几乎难以察觉。,通常的水凝胶比较脆弱，无法稳定成型。而以往柔软的机器人常由硅树脂制成，在水下很容易看到。,MIT,的科学家们这次找到了一种新的化学配方，让水凝胶经紫外线处理后，韧性更强但仍然保持柔软。,使用,3D,打印和激光切割技术，科学家们用水凝胶组装出了一支夺魂抓鱼机器爪、一条疾风扫浪机器腿，还有一条会摇尾巴的机器鱼。,采用水泵驱动的机器人，比起简单渗透作用驱动的水凝胶速度大幅提升。,这些机器人通过水泵控制。因为密度与水接近，这种机器人可以在水中漂浮，无需复杂的液压装置和电动机进行控制。注射器以特定间隔将水泵入机器内的通道，使得机器伸展、蜷缩和游动。相对比较落后的水凝胶机器人，它们的运动速度要快得多。,尽管目前的运动还比较基础，但其力量与速度仍足以抓到一条鱼。实际上，人类的肌肉也只能收缩与拉伸而已，这些原型机器人可能只是更复杂创作的基础。,柔性机器人的优点在于，在水下可以与水生生物互动，不会对它们造成伤害，同时也减少了自身因磕碰造成的损耗。但目前的缺点在于，这种机器人受水泵控制，而水泵在外部经软管连接，这意味着它们的速度和力量总会受到软管的牵制。,特殊的材料和驱动设备使得机器人外形透明，至少在水下难以分辨。,.,水下机器人分类,。,.,“白龙”浮标数据上传全球电信系统实现全球实时共享,。,海洋国家实验室海洋数据共享平台启用以来，在海洋大数据共享方式和共享层次上不断取得新的进展。日前，“白龙”浮标岸站系统经过升级改造，将观测数据通过卫星直接上传到全球电信系统（,GTS),，实现数据在国际上的共享。,“白龙”浮标数据上传,GTS,实现全球实时共享,海洋国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室“白龙”浮标由“向阳红,01,”科考船搭载，在东南印度洋既定海域（南纬,8,，东经,100,）成功布放，现场水深,5700,米。,2016,年,12,月,22,日，世界气象组织（,WMO,）将编号,53041,永久分配给“白龙”浮标站位。,.,智能仿生机器鱼：帮你看懂水世界,。,智能仿生机器鱼，轻松探秘水下世界，作为水下机器人的一种，它融合了机械电子、传感器、人工智能等众多的先进技术，可应用于管道检测、水文水质监测、水下资源探测等领域。,.,福岛核电站水下废墟首度曝光，系机器人传回,。,2017,年,7,月,19,日，东京电力公司正式向福岛核电站投放水下机器人“小太阳鱼”，用于调查废墟内结构的损坏情况。在水下，机器人顺利拍摄到了废墟内建筑崩坏的图像，其中包括一些严重受损的关键结构。,.,水下机器人在水母运动追踪研究中的应用,。,该项目首次将水下机器人引入水母移动观测研究领域，还有很多技术问题有待解决。但是，北海监测中心在水下机器人追踪观测水母的试航工作中，成功地追踪观测了海月水母在表层海水中活动姿态，初步测算了其移动速度，观测到海月水母下沉后，在底层海水中的运动情况，是我国海洋生物科学研究领域首次现场观测到海月水母的垂直移动。由此，利用水下机器人观测水母在水下的分布状况、移动速度、垂直移动规律、生活状态及栖息环境等是可行的，水下机器人必将在水母灾害监测预警技术研究中发挥出更大作用。,.,水下机器人通过,AI+,触觉反馈精确拾取易碎文物,。,无论是水下考古、海洋勘察潜水员都是水下工作的主力，但潜水员的活动能力有限，尤其是潜入,100,米深海里的任务十分危险。所以一般采用一种名叫,ROV,（遥控操作车）的设备，它是带有两个机械臂组成的小潜水艇，不过在触碰脆弱易碎的文物、珊瑚时还是很困难的。最近斯坦福大学发明了一款人形机器人,OceanOne,解决了这一问题。,.,仿“章鱼”机器人可在水下超快速通过,。,英国南安普敦大学、美国麻省理工学院（,MIT,）和新加坡麻省理工学院研究和技术联盟的联合团队开发出一种像章鱼一样的机器人，可以在水中收缩从而以超快速度推进和加速，成为前所未见的人造水下航行器。,最快的水生动物外形光滑而细长，这有助于它们轻易地在水中通行，而头足类动物，如章鱼，能够用水填充自己的身体，然后迅速将水压榨出，以这种方式获得动力快速逃逸。,受此启发，这个联合团队制造了一个像章鱼一样的可变形机器人，骨架是,3D,打印的，除了一个薄弹性外壳外，没有移动部件及能源装置。,这个自推进机器人长,30,厘米，尽管一开始是非流线型，充水后快速缩小，通过底部发射出水为其提供显著的推进和加速动力。,该机器人工作起来像吹足的气球，撒了气之后满屋子飞。而里面用,3D,打印的聚碳酸酯骨架可保持气球紧致，最终的形状会呈流线型，鳍片设在后面以保持其直线前进。能够在不到一秒钟内加长到身体,10,倍的长度。在最近的实验室测试中，这种机器人加速载荷,1,公斤，不到一秒钟时速达,6,英里。相当于一个迷你库柏车在水下携带额外重量,350,公斤（使车的总重量达到,1000,公斤），由静止加速到每小时,60,英里。,研究人员计算，若把该机器人造得更大些，可以提高它的快速启动性能，将其应用发展为人工水下运载车辆，可以匹配相应的速度、机动性和生物灵感的效率。并且，这项研究给其他工程领域带来影响,阻力是至关重要的，如飞机机翼的设计，并对生物系统不同形状的变化研究也带来触动。,.,浮标,。,浮标，指浮于水面的一种航标，是锚定在指定位置，用以标示航道范围、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志。浮标在航标中数量最多，应用广泛，设置在难以或不宜设立固定航标之处。浮标，其功能是标示航道浅滩或危及航行安全的障碍物。装有灯具的浮标称为灯浮标，在日夜通航水域用于助航。有的浮标还装雷达应答器、无线电指向标、雾警信号和海洋调查仪器等设备。,浮标有不同的种类和规格，按布设的水域可分为海上浮标和内河浮标。海上浮标标身的基本形状有罐形、锥形、球形、柱形、杆形等。由于浮标受风、浪、潮的影响，标体有一定浮移范围，不能用作测定船位的标志。若采用活结式杆形浮标则位置准确，受撞后可复位。内河浮标有鼓形浮标、三角形浮标、棒形浮标、横流浮标和左右通航浮标等。浮标的形状、涂色、顶标、灯质（灯光节奏、光色、闪光周期）等都按规定标准制作，均有特定含义。,海区浮标具有国际性质，世界各国的水上浮标系统历来不统一。,1971,年国际航标协会的技术委员会把各种海上浮标归为,A,、,B,两个系统。,A,系统为侧面标志（面向港口红色在左）和方位标志相结合的系统；,B,系统为侧面标志系统（面向港口红色在右）。,1980,年,11,月，在东京举行的第,10,届国际航标会议上合并,A,、,B,系统为统一系统，包括侧面标志、方位标志、孤立危险物标志、安全水域标志和专用标志等,5,类标志。侧面标志在,A,、,B,系统中标示内容相反，其他,4,种标志是一致的。方位标志是在以危险物或危险区为中心的真方位西北至东北、东北至东南、东南至西南、西南至西北,4,个象限内，分别设立北方位标、东方位标、南方位标、西方位标，标示可航水域在方位标同名一侧。孤立危险物标志设在危险物上或尽量靠近危险物的地方，指示船舶应避开航行。安全水域标志设在航道中央或中线上，标志周围均可通航。专用标志用于标示某一特定水域或特征，如检疫锚地、禁航区、海上作业等。,.,水下,AR,眼镜,。,眼下,AR,眼镜技术非常大势，在海洋中也不例外。美国海军工程师为它们的潜水员设计了一款增强视觉的显示器,这是一款防水的、超动力版本的谷歌眼镜。这项新技术让以商业运作为目的的潜水员以及搜寻救援队能在可见度接近零的情况下，并将声纳传感器中获得的数据和地表团队的援助结合起来，完成复杂的任务。,.,水下机器人,一支来自斯坦福大学的机器人研究团队设计了一个水下人形机器人,Ocean One,，它身手敏捷到可以用力量感应器为操控者模拟触摸的感觉，从而帮助它们抓住海底的考古文物。笔者认为，高能的人形机器人很快就会取代人类潜水员的存在，在海里从事一些高危的海洋研究和工程任务了。,.,生物混合水下机器人,。,近期科学家们创造了一种水下爬行机器人，它的奇特之处在于使用了海蛞蝓的肌肉为动力，是一种生物混合型水下机器人。目前，这个长度为,5cm,的生物混合型机器人有着,3D,打印的身躯，其形状是依照海蛞蝓颊部的肌肉设计的，就像两只手臂。外界电场能引发海蛞蝓颊肌收缩和释放，以此产生爬行的动力。,科学家选择海蛞蝓是因为这种生物肌肉的硬度适中，还能适应环境中温度、盐度等条件的变化。科学家的目标是让这种生物混合机器人执行水中的任务，例如去寻找有毒物质泄漏的源头，或是在海底搜索失事飞机的黑匣子。据称，生物混合机器人独特的构造能使得它同时优于纯人工机器人和人类的动物伙伴。,该研究项目最终会制造出完全有机的机器人，这意味着目前,3D,打印的外壳也会被人造的蛞蝓皮肤取代，到那时，这种生物混合机器人将柔软而强韧。当然，其行动的能力也将更强，并能被人类控制。,.,水声被动定位技术,.,机器章鱼问世：自带燃料，能屈能伸，还能变色,。,另有一个新的品种，其发明者称它为“,Octobot,”，它结合了这两种方法里的一些元素。它将燃料携带在主体中，但是燃料储存在了一个非常灵活的油箱中。燃料在主体中而不是在外部燃烧室中经历化学反应。实际上，燃料并不完全燃烧，它是过氧化氢的一种溶液,(,一种你可能在药箱里找到的物质,),。当它与铂催化剂接触时，这种化学物质生成水并放出氧气。氧气将用来作为动力支持机器人运动，就像是压缩空气运用在早期的机器人身上一样。,与此同时，研究人员也必须解决一个问题，即避免燃烧发生。他们放弃了浓度在,50%(,重量,),以上的过氧化氢的使用，原因是浓度高于,50%,的过氧化氢大大提高了分解所需要的温度，这会导致催化反应室的燃烧。换句话说，高浓度的设置在提供装置充足氧气的同时，也如同把它们放在火中运作一般。,为了控制机器人的运动，一系列的阀门决定了燃料将被送到哪儿，不同的反应室将输送氧气到不同的区域。一旦到了那里，气体将会膨胀充满整个腔室，使那个部位弯曲。阀门控制着气体慢慢地排出，被控制的部位也逐渐地恢复到了比较放松的状态。尽管到目前为止，它仅仅只能被控制抬高和放低，但我们仍可想象通过呈现不同的几何形象便可以使,Octobot,四处移动。,这个控制机制其实是一个简单的控制阀门的反馈。当第一组阀门是打开的，它将中断第二组阀门燃料的供应。反馈的反复传导使得燃料能在两个反应室之间充分供应。,.,推进器,螺旋桨推进器,简称螺旋桨。螺旋桨安装在船艇尾部水线以下的推进轴上，由主机带动推进轴一起转动，将水从桨叶的吸入面吸入，从排出面排出，利用水的反作用力推动船艇前进。螺旋桨分为固定螺距螺旋桨和可调螺距螺旋桨,喷水推进器,由水泵、吸水管道和喷水管道组成。前进时，水泵自船底吸水管道吸进水流，从喷水管道高速喷出，获得水流的反作用力，推动船艇前进,.,科学家用鼠心肌细胞驱动了一条“黄貂鱼机器人”,一支科学家团队刚刚开发出了一款模拟黄貂鱼运动的机器人，但它的动力来源却是挂载在“小比例骨架”上的鼠心肌细胞。这种生物与机械的组合，为我们研发新型水下机器人又迈出了重要的一步。,该机器人使用了单层心肌细胞进行模仿（只有向下摆动），真实的生物还会有第二层肌肉将之向上拉。演示用的骨架结构非常简单，其心肌细胞会在受到光刺激后产生运动，一组动作下来可以推动它前进。,研究作者指出，他们的机器人比正常的鳐鱼要小很多，因而两者之间并没有直接可比性，不过未来有望开发出效率更高的水下移动机器人。,这款机器黄貂鱼暂无实际用途，但我们不难想象它被运用到各种水下机器人后的样子，比如装个摄像头来监测海床或装备。,.,带加速度传感器和陀螺仪的仿生水下机器人,来自瑞士的一批学生，便利用,MEMS,加速度传感器和陀螺仪等，制造了一个名叫,Sepios,的水下机器人。,这个,Sepios,水下机器人，是瑞士苏黎世联邦理工学院的一组机械工程专业的学生们，受到墨鱼的启发制造出来的。他们发现，水下的墨鱼是一种非常迷人且极具吸引力的动物，它们总是能够利用一对呈波浪状的鳍做出前进、后退、转弯，亦或是在原地徘徊。,.,水下行走机器人,日前，韩国海洋科学和技术研究所最新研制出世界上最大、涉水最深的,水下行走机器人,。,该水下机器人重量达到,635,公斤，像一只甲壳纲动物，使用复杂力学原理将其固定，在海底探索。据悉，这种机器人可用于科学勘测项目，以及修复石油和