在人類探索海洋的進程中,越來越多的高科技裝備應運而生。近年來,水下機器人成為各方關注、研究的熱點。水下機器人不僅可用于軍事、科考等領域,在漁業、船舶、監測乃至娛樂方面,也有著巨大的潛在市場。盡管隨著科技的發展,水下機器人的新產品、新設計不斷涌現,但仍有一些技術上的瓶頸有待突破。而在產業方面,水下機器人在成本、功能方面與市場需求仍有一定差距,能形成批量化生產的領軍企業較少,市場正處于起步階段。
百花齊放 從科考利器到娛樂新品
2018年10月,由我國自主研制的“海星6000”有纜遙控水下機器人在首次科考應用中突破6000米最大下潛深度,創下我國有纜遙控水下機器人的最大下潛深度紀錄。“海星6000”連續工作3小時,完成了近海底航行觀察、生物調查、海底特征表層沉積物獲取、泥樣和水樣采集、模擬黑匣子搜索打撈等工作。
水下機器人不僅扮演著“高大上”的角色,在小型民用產品中也不斷翻新花樣。第二屆中國舟山全球海洋經濟創業大賽中,一款便攜式水下機器人亮相,這款產品運用了全數字化虛擬樣機研發技術和增強材料,研發成本低,小巧輕便,通過水下智能姿態控制算法和水下視頻濾噪音算法、圖像智能識別算法,讓機器人能抵抗外界擾動,為客戶提供更加清晰的視頻。另一款海洋生物種群識別產品,將視頻去噪、目標檢測、跟蹤、識別應用到海洋環境檢測中,可實現海洋生物數據自動采集,從而降低海洋環境檢測成本,提高檢測效率。
前景廣闊 成為水下多面手
水下機器人最初用于軍事、科考等領域,但隨著技術的普及,其應用領域越來越廣泛。
我國是海產養殖大國,但水下作業一直是難題。如鮑、海參、扇貝、海螺、海膽等底播海產品,從播種、養護到采捕都需要人力,工具也比較簡單,不僅勞動強度大,生產效率低,而且還有較高的安全風險。而水下機器人的發展有望解決這些問題。
一家科技公司研發的水下機器人“波塞冬I號”,看起來像一只手持游戲機,只有籃球大小。它的最大下潛深度為120米,攜帶全高清相機,續航能力達5小時,可遠程無線遙控,并將畫面實時上傳。它不僅可用于水下拍攝,也可被用于海產養殖。據深圳一位養殖用戶介紹,他經營的260多畝水域,利用水下機器人可在2小時內檢查完所有的網箱,大大提升了效率,降低了成本。
在海洋捕撈中,水下機器人還可用于魚群探測,從而提高捕撈的準確性,提高效率,降低成本。
此外,包括水下采集、水下檢測、水下維修、水下救援等各種作業,都可能成為水下機器人的應用領域。潛行科技的一位負責人稱,他們的一位韓國客戶利用他們的水下機器人進行船底油污清理和浮游生物檢測,可以準確定位,大大節省了人力和時間。
很多業內人士認為,水下機器人在休閑娛樂業也前景廣闊。比如海洋館、游樂場、科技館等場所可利用水下機器人監控水域環境,檢測水質,及時發現安全隱患。在個人消費領域,小型水下機器人不僅可用于水下拍攝,有些產品還具有輔助潛水、安全保障等功能。
產業起步 仍有瓶頸待突破
盡管技術水平不斷提升,水下機器人的研發仍面臨一些挑戰。比如設備的密封性,目前基本有兩種做法,一是加固設備外殼的密封性;二是內部設置密封艙。這不僅需要高水平的設計,也要有較高的制造工藝。再比如浮力問題,對于水下機器人的正常工作也很重要,這不僅需要開發者精確計算,還要對設備進行精細的重力布局,甚至每一根線路都要仔細考慮,反復測試。
此外,加載于水下機器人的其他設備和技術也必須達到較高標準,包括通訊設備、攝像頭、推進器、燈光等。
業內人士還指出,目前消費領域推出的大部分產品主要是用于攝影或是傳輸數據,但這只是初步的技術探索,未來更高層級的水下機器人應增加更多功能,具備復合型作業功能,全面滿足水下需求。
從國內水下機器人產業的現狀來看,國內廠商生產制造能力較弱,工藝水平較低,核心技術受制于國外,都是制約產業發展的因素。因此,水下機器人產業雖有廣闊的前景,但要真正形成規模,贏得市場,還有很長的路要走。
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原文標題:水下機器人:經略海洋必不可少的高科技裝備
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