什么是水下機器人，水下機器人長什么樣，水下機器人的用途是什么……對于許多普通大眾來說，水下機器人似乎還很陌生，其實它早已將人類的足跡延伸至萬米的大洋深處。 

　　日前，在“向陽紅10”船上，中國科學院沈陽自動化研究所研究員、我國首臺6000米深海水下自主機器人“潛龍一號”項目負責人、“潛龍二號”總設計師劉健，給正在執行中國大洋第40航次任務的科考人員帶來了一道精彩的水下機器人科普大餐。 

　　海底寶藏 勘探利器 

　　眾所周知，占地球表面積71%的海洋擁有著豐富的資源。其中，國際海底區域總面積為2.517億平方公里，占地球表面積的49％，蘊藏著礦物、能源、蛋白質、生物基因等多種資源。同時，海洋還有著重要的科學研究價值，在地球科學、生命科學、環境科學等領域具有重大意義。 

　　“這就是研制發展水下機器人的意義所在，它們可以代替人類，探尋大海深處的寶藏和奧秘?！眲⒔≌f，“機器人是自動執行任務的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動，它的任務是協助或取代人類進行工作。那么，水下機器人就是一種可以在水下協助或者代替人完成某種任務的裝置?！?/p>

　　劉健介紹說，水下機器人可分為載人水下機器人（HOV）和無人水下機器人。其中，無人水下機器人又分為兩大類。一類是有纜水下機器人，習慣稱為遙控潛器（Remote Operated Vehicle，簡稱ROV）；另一類是無纜水下機器人，習慣稱為自主式水下潛器（Autonomous Underwater Vehicle，簡稱AUV）。 

　　“像大名鼎鼎的蛟龍號，就是載人水下機器人，通常稱為載人潛水器。像此次‘向陽紅10’船上搭載的‘潛龍一號’和‘潛龍二號’就是無人無纜水下機器人?！眲⒔〗忉屨f，“載人潛水器顧名思義，就是人在艙內操作潛水器，進行水下工作；有纜潛水器就是操作人員通過電纜，在船上遙控潛水器在水下的運行和工作；無纜潛水器則是按照預先設定的程序，自主完成海底作業，智能化程度最高?！?/p>

　　發展迅速“戰功赫赫”

　　隨著人類從陸地向深海拓展，水下機器人的研制與應用也得到突飛猛進的發展。美國自1775年開始研制載人潛水器，至今已有200多年的歷史，1953年下潛深度就達到了3000米。1960年下潛到11000米。然而，由于研制和運行成本巨大，且存在一定的危險性，科研人員隨即把目光轉向了無人潛水器。 

　　有纜潛水器（ROV）已經有半個世紀的歷史，應用范圍較為廣泛，主要用于軍事、海洋石油、打撈救生、海底管線埋設和檢查、資源調查和科學研究、海洋漁業、養殖業、水庫大壩檢查、娛樂等，在潛器家族中，應用最多、功能最強大、技術最成熟。 

　　“但ROV受臍帶電纜限制，活動范圍小，不能進入復雜結構物中；大深度的ROV電纜及水面支持設備龐大，增加制造成本，占用甲板空間大。為此，無纜的自主式水下潛器逐漸悄然興起?！眲⒔≌f，“AUV活動范圍大，體積小、重量輕、機動靈活，而且造價和運行成本低，加之隱蔽性好，占用甲板空間小，可獨立于母船作業，人的勞動強度低，適宜集群使用?！?/p>

　　三種類型的水下機器人均為人類在探索深海大洋中立下了赫赫戰功。例如全世界下潛最多的潛水器“阿爾文”號曾經在地中海850米深的海底找到了一顆遺失的氫彈，1985年成功找到沉睡多年的“泰坦尼克”號；日本研制的“海溝”號1997年在關島附近成功地下潛到10911米深的馬里亞納海溝底部，從海底采回的泥漿中發現180種微生物；號稱“黑匣子搜索神器”的美軍“藍鰭金槍魚”號曾潛入南印度洋搜尋馬航失聯客機MH370的下落，它就是自主式水下潛水器……

　　三龍鬧?！备黠@神通 

　　我國水下機器人研制是從上個世紀七八十年代開始的。我國首臺水下機器人“海人一號”由中科院沈陽自動化研究所1986年研制成功。目前，中國已經建立了以蛟龍號載人潛水器、“海龍”號無人有纜潛水器和“潛龍一號”無人無纜潛水器為代表的大洋勘探“龍家族”。 

　　蛟龍號赫赫有名，可載人下潛至7000多米，可以在全球99.8％的海底實現較長時間的海底航行、海底照相和攝像、沉積物和礦物取樣、生物和微生物取樣、標志物布放、海底地形地貌測量等作業。 

　　“海龍”號ROV下潛深度達3500米，主要用于大洋海底調查活動，包括海底熱液礦物取樣、大洋深海生物基因和極端微生物的研究，以及探索人類起源的秘密等。同時也可用于海洋石油工程服務，水下管道、電纜檢測維修等各種水下作業。 

　　“潛龍”系列目前有“潛龍一號”和“潛龍二號”兩臺水下機器人。與“蛟龍”號及“海龍”號相比，“潛龍”系列可以真正實現自主導航、自主作業以及自我保護?！膀札垺碧柛m合于定點或小區域作業，而“潛龍”的工作范圍更大。 

　　“潛龍一號”是我國自主研制的首個6000米水下無人無纜潛器，長4.6米、直徑0.8米、重1500公斤的回轉體，最大工作水深6000米，巡航速度2節，最大續航能力24小時，配有淺地層剖面儀等探測設備。它可完成海底微地形地貌精細探測、底質判斷、海底水文參數測量和海底多金屬結核豐度測定等任務。 

　　據悉，“潛龍一號”于2011年11月啟動研制；2013年3月和5月通過湖上試驗和海上試驗，累計下潛7次，最大下潛深度4159米；2013年10月，執行了首次應用任務，標志著中國深海資源勘察裝備實用化改造取得重大進展。 

　　“潛龍二號”是4500米級深海資源自主勘察系統，能進行海底照相、微地形地貌測量、熱液異常探測。 

　　“‘潛龍二號’是在‘潛龍一號’的基礎上，針對多金屬硫化物探測的不同需求研制的。它采用全新非回轉體立扁形設計，更適應我國西南印度洋多金屬硫化物合同區復雜的海底地形，上下更自如。而‘潛龍一號’回轉體設計比較適合較為平坦的海底地形，它以太平洋底多金屬結核調查任務為目的，兼顧其他多種深海資源的勘探和開發需求，為海洋科學研究及資源開發提供數據?！眲⒔「嬖V記者。 

　　由于體積小、行動靈活，AUV適宜集群使用，此次“向陽紅10”船正是搭載了“潛龍一號”“潛龍二號”兩個潛水器，進行一艘大船支撐兩個潛水器的嘗試。劉健說，未來還可以發展到一艘母船支撐四五個潛水器，提高效率、節約資源。(中國海洋報特派記者 崔鯨濤)