水下機器人的發(fā)展史

20世紀70年代，中國船舶重工集團公司第七〇一研究所研制了用于打撈水下沉物的“魚鷹”號載人潛水器，這是我國載人潛水器的開端。1986年，科學院沈陽自動化研究所和上海交通大學合作，研制成功我國臺遙控水下機器人“海人一號”。90年代我國開始研制自主水下機器人，“探索者”、CR-01、CR-02、“智水”系列等先后完成研制任務。目前，上海交通大學研制的“海馬”號遙控水下機器人工作水深已經達到4500米，科學院沈陽自動化研究所聯(lián)合科學院海洋研究所共同研制的深?？瓶夹蚏OV系統(tǒng)下潛深度達到5611米。近年來，我國海洋機器人更是經歷了跨越式的發(fā)展。其中，“海翼”號深海滑翔機完成深海觀測；有標志意義的“蛟龍”號載人潛水器將進入業(yè)務化運行；“海斗”號混合型水下機器人已經多次成功到達萬米水深；“十三五”國家重點研發(fā)計劃中全海深載人潛水器及全海深無人潛水器已陸續(xù)立項研制。海洋機器人的蓬勃發(fā)展正推動中國海洋研究進入“萬米時代”。

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混合型水下機器人

信息技術、人工智能技術特別是其分支機器智能技術的快速發(fā)展，正在推動海洋機器人以新技術革命的形式進入“智能海洋機器人”時代。嚴格地說，前述自主水下機器人的“自主”行為已具備某種智能的基本內涵。但是，其“自主”行為泛化能力非常低，屬弱智能；新一代人工智能相關技術，如互聯(lián)網、物聯(lián)網、云計算、大數據、深度學習、遷移學習、邊緣計算、自主計算和水下傳感網等技術將大幅度提升海洋機器人的智能化水平。而且，新理念、新材料、新部件、新動力源、新工藝、新型儀器儀表和傳感器還會使智能海洋機器人以各種形態(tài)呈現(xiàn)，如海陸空一體化、全海深、超長航程、超高速度、核動力、跨介質、集群作業(yè)等。

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海洋機器人的研發(fā)

研發(fā)海洋機器人裝備屬于工程科學范疇。由于技術體系的復雜性、海洋環(huán)境的不確定性和用戶需求的多樣性，目前海洋機器人裝備尚未被打造成大規(guī)模的產業(yè)和產業(yè)鏈，也還沒有形成規(guī)范的通用設計程序?？蒲腥藛T在海洋機器人相關研究開發(fā)中主要采用先驗模型法和試錯法，通過多次試驗和改進才能達到預期設計目標。因此，研究經驗就顯得尤為重要?？偨Y經驗、利于來者是本叢書作者的共同愿望，他們都是在海洋機器人領域擁有長時間研究工作經歷的專家，他們奉獻的知識和經驗成為本叢書的一個特色。

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智能化感測

由于水下環(huán)境復雜多變，海洋生物、水流等干擾為海洋探測增加了難度。多傳感探測裝置集合人工智能技術，大幅提高水下機器人的感知能力、適應能力和決策能力，使機器人水下作業(yè)效率更高，成功率更高。因此，更智能的水下裝備無疑是其發(fā)展的重要方向。