水下機(jī)器人的作業(yè)模式

水下機(jī)器人的作業(yè)模式各有長(zhǎng)短。遙控模式需要操作者與載體之間存在臍帶電纜，電纜可以源源不斷地提供能源動(dòng)力，但也限制了遙控水下機(jī)器人的活動(dòng)范圍；由計(jì)算機(jī)操作的自主水下機(jī)器人代替人工操作的遙控水下機(jī)器人雖然解決了作業(yè)范圍受限的缺陷，但是計(jì)算機(jī)的自主感知和決策能力還無(wú)法與人相比。在這種情形下，綜合了遙控和自主兩種作業(yè)模式的混合型水下機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。另外，水面機(jī)器人的引入還促成了水面與水下混合作業(yè)的新模式，水面機(jī)器人成為溝通水下機(jī)器人與空中、地面機(jī)器人的通信中繼，操作者可以在更遠(yuǎn)的地方對(duì)水下機(jī)器人實(shí)施監(jiān)控。

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混合型水下機(jī)器人

信息技術(shù)、人工智能技術(shù)特別是其分支機(jī)器智能技術(shù)的快速發(fā)展，正在推動(dòng)海洋機(jī)器人以新技術(shù)革命的形式進(jìn)入“智能海洋機(jī)器人”時(shí)代。嚴(yán)格地說(shuō)，前述自主水下機(jī)器人的“自主”行為已具備某種智能的基本內(nèi)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(guān)技術(shù)，如互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)、邊緣計(jì)算、自主計(jì)算和水下傳感網(wǎng)等技術(shù)將大幅度提升海洋機(jī)器人的智能化水平。而且，新理念、新材料、新部件、新動(dòng)力源、新工藝、新型儀器儀表和傳感器還會(huì)使智能海洋機(jī)器人以各種形態(tài)呈現(xiàn)，如海陸空一體化、全海深、超長(zhǎng)航程、超高速度、核動(dòng)力、跨介質(zhì)、集群作業(yè)等。

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水下機(jī)器人行業(yè)發(fā)展

目前進(jìn)軍水下機(jī)器人的企業(yè)并不多。從專利技術(shù)申請(qǐng)量來(lái)看，中1國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所以336件相關(guān)專利位居國(guó)內(nèi)。該所是國(guó)內(nèi)外有影響的研究與開(kāi)發(fā)水下機(jī)器人并形成產(chǎn)品的科研實(shí)體之一，研制了我國(guó)臺(tái)有纜遙控潛水器和臺(tái)無(wú)纜自主水下機(jī)器人。在水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制、智能決策、路徑規(guī)劃、組合導(dǎo)航、自主作業(yè)、載體設(shè)計(jì)、作業(yè)工具、釋放回收等方面擁有雄厚的技術(shù)積累。其中，6000米級(jí)自主水下機(jī)器人——“CR-01”曾于1997年入選中國(guó)十大科技進(jìn)展。

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水下機(jī)器人發(fā)展史

中國(guó)深海載人潛水器的代表作品當(dāng)屬我國(guó)首臺(tái)自主設(shè)計(jì)、自主集成研制的作業(yè)型“蛟龍?zhí)枴鄙詈］d人潛水器。2012年，“蛟龍?zhí)枴北阋呀?jīng)創(chuàng)造了下潛7062米的中國(guó)載人深潛紀(jì)錄，也是世界同類作業(yè)型潛水器下潛深度紀(jì)錄。從2013年開(kāi)展試驗(yàn)性應(yīng)用航次以來(lái)，“蛟龍?zhí)枴币呀?jīng)搭載數(shù)十位科學(xué)家在中國(guó)南海、東太平洋海盆區(qū)、西太平洋海溝區(qū)、西太平洋海山區(qū)、西南印度洋脊、西北印度洋脊等6大海區(qū)深潛，為中國(guó)海洋科學(xué)探索立下了汗馬功勞。

繼“蛟龍?zhí)枴敝螅袊?guó)第二臺(tái)深海載人潛水器“深海勇士”號(hào)已經(jīng)完成4次4500米級(jí)下潛，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)深海裝備由集成創(chuàng)新向自主創(chuàng)新的歷史性跨越。目前在建的彩虹魚(yú)11000米全海深載人潛水器，將會(huì)是中國(guó)首艘萬(wàn)米深淵級(jí)載人深潛器，下潛深度都超出可下潛7200米的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器。2018年10月26日，由我國(guó)自主研制的“海星6000”有纜遙控水下機(jī)器人完成首1次科考應(yīng)用任務(wù)，水下作業(yè)期間下潛深度突破6000米，再創(chuàng)我國(guó)有纜遙控水下機(jī)器人（ROV）的下潛深度紀(jì)錄。水下機(jī)器人不斷填補(bǔ)中國(guó)深淵領(lǐng)域研究空白，助力我國(guó)水下研究平臺(tái)和應(yīng)用技術(shù)邁上新臺(tái)階。