“海事一号”——上海海事大学首台水下机器人研制成功

       秋日的阳光下，上海海事大学水上训练中心实验池碧波荡漾，一条美丽的“大红鱼”时而浮出水面，时而潜入水底，在复杂的“海底世界”探索前行，行走自如。它不但能自主识别环境，回避障碍物，还能把海底下的地形、地貌等图像传递到水面船只的操控平台上……它不是一条鱼！而是由我校信息工程学院“水下机器人与智能系统实验室”朱大奇教授科研团队自行研制的一款ARV新型水下机器人——“海事一号”。这也是以海事命名的、上海海事大学研发的第一台水下机器人。

       日前，“海事一号”ARV新型水下机器人已完成系统集成，并在实验水池顺利完成一系列水下作业及测试任务，已拟向全国推广应用。同时，作为我校参展项目之一，将亮相11月5日至9日在上海召开的中国国际工业博览会。

       “水下机器人”又称“无人深海潜水器”，是一种无人遥控潜水器。目前，国际国内研制的无人遥控潜水器主要是“有缆遥控潜水器”和“无缆遥控潜水器”两种。据该试验研究团队邓志刚老师介绍，“海事一号”遥控自治水下机器人是一种新概念水下机器人，它兼有无缆自治水下机器人和有缆遥控水下机器人的双重特性，属于混合型潜水器。通过用微细的光纤代替传统电缆，可以像有缆遥控潜水器一样进行手动实时遥控作业；同时又有无缆自治潜水器大面积水下探测和搜索功能，具备遥控和自治两种工作模式。“海事一号”水下机器人重85公斤，最大潜水深度150米，水下工作时间2小时，最大航速3节，可搭载5公斤载荷。

       “‘海事一号’的重要创新在于，它采用了课题组自行开发的故障诊断和容错控制关键技术，能有效解决水下机器人故障检测、隔离、辨识与容错控制律重构的固有难题。”邓志刚老师说，“海事一号”总体设计包括机械设计和电气设计，水下系统和水面系统之间采用了较电缆轻便的光纤进行通信，更易于实现精确控制，并能通过光纤进行远程动态程序更新。配备的传感器包括摄像头、测距声纳、罗盘（含姿态角）、深度计、漏水报警器和电流电压传感器。可以确定观测物标的方位、直观的测量出水位的深度，并通过水下视频、声纳系统等专用设备，对水下目标进行探测、定位和通信等，并能利用前向探距声纳，能有效避障。

       海事一号ARV系统试验研究团队负责人朱大奇教授表示，“海事一号”遥控自治水下机器人的研制，不仅可以作为我校‘水下机器人与智能系统实验室’科研团队水下故障诊断、状态控制、轨迹跟踪与安全避障研究的实验载体，也可以用于渔业、打捞、水下搜救和水下勘探等作业，为社会服务。该研究先后获得国家863课题、国家自然科学基金、上海市科委创新行动计划、上海市登山计划、交通部重大专项等课题资助，并获得五项国家专利。

       据了解，“海事一号”遥控自治水下机器人在经济性、灵活性、活动范围和节能环保等方面都要优于传统遥控水下机器人，适用于大坝检测、江河湖泊的水质检测，也适用于浅海海底区域的勘察和监测，可与其他种类潜水器配合完成海洋调查和考察任务，具有良好的经济效益和社会效益。

       “海事一号”在研制测试过程中就获誉不少。今年9月，“海事一号”获2013 O I中国水下机器人大赛竞赛一等奖；该机器人使用的“水下机器人故障诊断与容错控制关键技术”荣获2013年上海市科技进步二等奖。