近日從中船重工集團了解到，我國已研制出國內(nèi)首個深海型海洋溫差自供能漂流浮標(biāo)樣機，在理論上實現(xiàn)了“水下永動機器人”。其整體技術(shù)處于國際水平，將用于全球海洋觀測計劃（Argo計劃）。


  Argo計劃旨在快速、準(zhǔn)確、大范圍收集全球海洋上層(從海面到2000米深度)的海水剖面資料。該計劃構(gòu)想在全球大洋中每隔3個經(jīng)緯度布放一個浮標(biāo)，由數(shù)千個浮標(biāo)組成龐大的海洋觀測網(wǎng)，測量海水溫度、鹽度、壓力等。


  這次“永動”機器人的誕生這可不是違反科學(xué)定律的“神器”，而是合理利用溫差能的產(chǎn)物。溫差能是利用水體垂向溫度差異汲取能量，其在全球海洋能中儲量大，具有可再生、清潔、輸出波動小等優(yōu)點。水下永動機器人剛好利用了這點實現(xiàn)了“永動”




  水下機器人是進(jìn)行海底勘探的一個重要工具，按是否載人分為：

  載人水下機器人、載人無人兩用水下機器人和無人水下機器人；

  按工作原理分為：自主式水下機器人（Autonomous Underwater Vehicle, AUV）、有纜遙控機器人（Remote Operated Vehicle, ROV）和無人水下滑翔機（Autonomous Underwater Glider, AUG）。

AUV
  AUV在工作的時候不需要纜來束縛，使得其具備工作范圍更大、機動性更好、潛水深度大、不受外部環(huán)境干擾等特點。AUV通常采用螺旋槳推進(jìn)的方式，使得其能耗大、航程短，但造價相對較高。在民用領(lǐng)域，AUV可用于鋪設(shè)管線、海底考察、數(shù)據(jù)收集、鉆井支援、海底施工，水下設(shè)備維護(hù)與維修等；在軍用領(lǐng)域則可用于偵察、布雷、掃雷、援潛和救生等。

ROV

  ROV在母船上通過主纜和系纜進(jìn)行操作，因為有人的操作參與，其可以完成很多復(fù)雜的水下任務(wù)，通過主纜為ROV提供動力、控制、信息通訊和安全保障，且作業(yè)效率高、靈活性高。但是由于電纜的束縛，使得ROV的活動范圍較小，并且會造成電纜纏繞故障。ROV被廣泛應(yīng)用于軍隊、海岸警衛(wèi)、海事、海關(guān)、核電、水電、海洋石油、漁業(yè)、海上救助、管線探測和海洋科學(xué)研究等各個領(lǐng)域。


  AUG是一種新型的潛航器，可在水下做鋸齒狀周期航行，具有長航時航程、低成本、低能耗和連續(xù)工作等特點，得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，但是其水下下潛深度相對較低，工作有一定局限性。

  2017年2月，由中科院沈陽自動化研究所自主研發(fā)的“海翼7000”深海滑翔機，在馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵上完成了大深度下潛觀測任務(wù)并安全回收，其大下潛深度達(dá)到了6329米，刷新了水下滑翔機大下潛深度6000米的世界紀(jì)錄。2017年7月，“海翼1000”水下滑翔機由“科學(xué)號”科考船在南海東北部布放。其在南海北部連續(xù)工作91天、航行1884公里后被順利回收，其共采集488個剖面數(shù)據(jù)，創(chuàng)造了我國水下滑翔機連續(xù)工作時間長、航行距離遠(yuǎn)等多項新紀(jì)錄。

  在中國的水下機器人領(lǐng)域，不得不提到中國智能水下機器人之父——徐玉如。他生前曾任哈爾濱工程大學(xué)海洋綜合技術(shù)工程研究中心主任、教授、博士生導(dǎo)師， 2003年當(dāng)選為中國工程院院士。

  徐玉如從1972年開始從事我國艘深潛救生艇的研究工作，1987年開始作為水下機器人專家組成員，同時，他也是探索者號水下機器人主要研究成員。



科研獲獎
  “水下機器人技術(shù)”獲國防科工委國防科學(xué)技術(shù)一等獎；

  “水下機器人集成技術(shù)”獲中船總科技進(jìn)步一等獎；

  “潛器四自由度動力定位系統(tǒng)”獲中船總科技進(jìn)步一等獎并獲國家科技進(jìn)步三等獎；

  “探索者號無纜水下自治式機器人”獲中國科學(xué)院科技進(jìn)步一等獎和光華科技基金二等獎。

  發(fā)展水下機器人的重要性

  因為陸上的資源有限，且很多資源已經(jīng)開發(fā)殆盡，而海洋中蘊藏著豐富的能源、礦產(chǎn)資源、生物資源、金屬資源等，近年來全球再次掀起海洋熱的浪潮，人們急需開發(fā)海洋資源以接替所剩不多的陸上資源來維持發(fā)展。因此，水下技術(shù)成為目前全球重點研究的高新技術(shù)之一，智能水下機器人作為高效率的水下工作平臺在海洋開發(fā)與利用中起到至關(guān)重要的作用。

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