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【大连日报】智能水下机器人研究尚处起步阶段——专访ca88最新网址-ca88会员登录博士生导师梁霄

作者: 来源: 添加时间:2018-09-07 10:22:44阅读次数:

本报记者谢小芳

当下水下机器人的研究,主要的应用方向是哪些?包括哪些种类?解决哪些现实问题?

答:由于水下环境恶劣危险,人的潜水能力有限,水下机器人日益成为开发海洋的重要工具,其应用包括安全搜救(海上救助打捞、水下证据搜索、遥控侦查等),能源与管道检查(排污系统、海洋输油管道等),船舶河道海洋石油(船体检修、大坝检查、海洋石油工程等),考古科研教学(水下生物观测、海洋考察等)以及渔业等众多领域。

水下机器人按照与水面支持系统联系方式的不同分为有缆水下机器人和无缆水下机器人 。民用方面主要用于水文调查、海上石油与天然气的开发等,比如长白山天池水下地貌和周边温泉带拍摄、千岛湖水下古城探秘、马航MH370搜索。军用方面主要用于打捞实验丢失的海底武器(如鱼雷),集群作战执行情报监测任务等。

当前水下机器人研究处于哪个阶段,离广泛应用还有多远,主要的瓶颈在那里?

答:由于工业设计、制造工艺、目标探测、导航及通讯技术的限制,且价格高、配套服务难,很多产品配件并不是专门开发,致使水下机器人的广泛应用有一定困难。主要瓶颈有:(1)总体布局与载体结构,对水下机器人总体结构、流体性能、动力系统、控制与通讯方式进行优化,提高空间利用效率;同时,降低研制风险、节约费用及保证批量生产能力,保证水下机器人设计的标准化和模块化;小型化、轻型化和仿生技术的应用;(2)智能体系结构,拥有良好的学习机制,尽快适应复杂的海洋环境,且具有理想的避碰规则和路径优化能力。(3)运动控制,包含对其自身运动形态、各执行机构和传感器的综合控制,结合各种控制理论提高控制器的精度和收敛速度,保证水下机器人运动控制稳定;(4)通讯导航定位,发展可靠性好、集成度高并具有综合补偿和校正功能的综合智能导航系统;(5)水下目标探测与识别,充分利用声学传感、微光TV成像和激光成像等方式;(6)动力能源,保证在预定速度和机动要求情况下效率最高和能耗最小。

ca88最新网址-ca88会员登录在水下机器人方面做了哪些具体研究,有什么研究成果?有没有针对大连相关产业的研究?

答:目前,海事大学主要针对水下机器人水动力性能、运动控制及动力定位问题开展相关研究,如单个水下机器人鲁棒控制研究、模糊神经网络控制研究、多水下机器人编队控制研究等。并在欠驱动水下机器人运动控制和协同控制问题进行了深入研究,分别实现了单水下机器人航迹跟踪控制和多水下机器人编队控制。针对大连市水产养殖产业的研究,水下机器人为检查水质温度、盐度、PH值、溶解氧以及捕捉鱼类、海参提供了便利。水下机器人将视频和水质数据通过智能终端,传递给陆地中控室,再由中控室发送到用户的终端;用户通过终端观看视频及水质参数,根据养殖需求发送增氧、投饵等指令,实现对养殖水域的远程全方面监控及全程自动化。梁霄教授科研团队完成了遥控水下机器人在强海流条件下的动力定位,为实现复杂海洋环境下完成水下作业任务奠定技术基础。付先平教授团队开展了水下机械手臂等抓取装置进行了研究,为水下机器人抓取目标的实现奠定了基础。


编辑:高剑桥     摄影: