劉健
“潛龍二號”總設計師、“潛龍一號”課題負責人,中科院沈陽自動化研究所水下機器人研究室總工,曾擔任我國早期“CR-02 6000米自治水下機器人”總設計師。
“潛龍二號”名片
全名:“潛龍二號”自主水下機器人
年齡:研制五年,首次試驗性應用 體重:1.5噸
裝備:載有CTD、氧化還原電位計、濁度計、甲烷傳感器、磁力儀等設備
戰績:已在我國南海、西南印度洋進行了海上試驗并通過驗收
戰區:馬達加斯加以南9000海里以外的西南印度洋龍旂、斷橋、玉皇熱液區
任務:在近海底進行地形地貌、熱液異常、磁力等探測
戰況:獲得200多平方公里的近海底精細三維地形地貌數據,發現多處熱液異常點等
“潛龍二號”第一次進入大洋進行試驗,是在我國南海。
一開始,接連三次投放都失敗了。
各種聲音出現,“潛龍二號”的總設計師劉健感到無以言表的壓力?!疤貏e痛苦,甚至覺得要進行不下去了?!?nbsp;
多年的科研經歷告訴他,再堅持一下,也許曙光就在眼前。第四次試驗,終于成功了。
劉健難忘南海試驗的一些畫面。他說,一次回收時,海況變得非常差,潛器在波浪中左搖右晃難以操控,船長一聲令下,所有人都去后甲板幫忙拋繩、拉繩,一名70多歲的老專家也硬要幫忙回收。
“這個情形我至今想起來還是非常感動。困難不容易讓人流淚,感動卻能?!闭f著說著,他低頭扶起眼鏡,悄悄擦去淚花。
研制“潛龍二號”,劉健和團隊常面臨“趕進度”和“保質量”的選擇題。
一次,潛器的重要部件需要修改,但課題進度“在那兒擺著”,各方都著急督促盡快海試,他最終選擇了延期?!艾F在看是做對了。搞科研的,一定要進度服從質量,否則一時省去必要的環節,留下隱患,將后患無窮?!?nbsp;
劉健自稱“搞工程的人”或“技術男”。他尊重技術自身的規律,那就是,不過分強調光鮮的“第一次”或“某某之最”,也不因出現了難題而輕易放棄。
3月10日,在西南印度洋度過40天的“向陽紅10”船靠港毛里求斯路易港,為大洋科考第40航次第二航段畫上句號?!皾擙埗枴睅捉昝赖赝瓿闪耸状卧囼炐詰萌蝿?,這意味著這個研制五年的水下機器人,將走向實用道路。
今年,“潛龍二號”研發課題即將結題驗收,劉健及其團隊的“待嫁女兒”即將交付給使用方。這位“搞工程的人”說,最希望看到辛苦研制出來的設備被持續不斷地使用,一次次潛入未知的深海,為我國大洋科考和海底勘探做出貢獻。
談研制成本
潛器本身約兩三千萬
新京報:哪些類型的水下機器人能進入深海研究?
劉?。阂环N是載人潛器(HOV),它更適用于科學研究及定點精細作業,但本身有局限性。因為人要下去,系統要做得很復雜,體積重量要大,水下活動范圍較小。做試驗時,母船保障的費用也更高些。國際上20世紀60年代研究很興盛,但后來逐漸減少。我國最近做了蛟龍號載人潛器。
第二種是遙控潛水器(ROV)。載人潛器人在下面,對安全性要求很高,所以科學家們就思考,讓人在船上操作機械手或其他設備進行作業。它的局限性是有個電纜,水下容易纏繞,操作的整個過程人都要嚴密監視,所以不能進行太大范圍的作業。
這兩種都適用于局部調查和精細作業。
新京報:自主水下潛器(AUV)是怎么出現的?
劉?。弘S著科技發展,人們又想,船上的科學家能不能不要那么累,讓潛器智能起來?這就造就了全自主潛器。上世紀80年代導航、計算機、通訊技術的大力發展給制造AUV提供了條件,國際上普遍開始研制,我國也在那時候起步。
我們的AUV可以近距離把海底大范圍的微地形做出來,同時能探測熱液異常。但目前因技術局限,它很難實現對周圍環境的自動識別,也難以實現精細作業。
新京報:這幾種水下機器人的成本和效益如何?
劉?。狠d人潛器最貴,研制成本大致上億元。AUV和ROV差不多,潛器本身研制成本大約兩三千萬。
收益得看站在哪個角度。首先,科學研究的價值難以衡量。我們現在做的海底資源調查,將來具備開采價值,真正開采了,獲得了實際資源,這個收益就無法比擬了。
談實用標準
“安全回來”最重要
新京報:如何判斷一個深海自主潛器是否實用?
劉?。阂催@幾點要求:第一,智能控制水平。AUV如果智能水平高,就可以大大減少編程時間,更重要的是減少人為錯誤?,F在AUV的智能控制水平已達到較高程度,可以基本避免人為干涉,提高使用效率。
第二,可靠性。這非常重要,有時候甚至超過技術水平。好比你買了個彩電,如果老出問題,檔次再高大家也不愛用。我們連續四個長航程都沒有問題,就說明可靠性過關了,這意味著使用起來,不用老是去排查故障。
第三,實用性??此闷饋硎欠穹奖恪,F在的AUV使用還是很方便的,也就是釋放、回收過程需要人來做,其他的都不用人干預。
第四也是最重要的,就是安全性。俗話說,留得青山在不怕沒柴燒。對潛器來說,只要你安全回來,即使出現一些問題,也有機會去改正、排查。我們設計了上百個對潛器健康判斷和狀態評估的系統,如果潛器發現自身出現無法完成探測任務的故障,能夠主動拋載上浮,保證安全。
新京報:“潛龍二號”在國際上的位置如何?
劉?。荷詈UV目前基本是發達國家在做,包括美國、日本、加拿大、英國等,廣大發展中國家還不具備條件。從技術上說,我們跟發達國家相當。但“潛龍二號”畢竟剛進入試驗性應用階段,應用程度和國外還不能比,所以說成熟度、經驗方面和國外先進深海AUV還有差距。
談發展前景
重技術,更重“實戰”
新京報:你對我國目前深海裝備發展有何建議?
劉?。菏紫纫朔^分追求技術上的先進性而忽視實際的應用。上世紀90年代,我們分別研制了CR01和CR02兩臺6000米級AUV,前者還在1998年被評為我國十大科技成果之一,獲得科學技術進步一等獎。它的貢獻無疑是巨大的,但之后由于缺乏持續的投入,十年左右未得到持續改進。這期間,我們跟國外在技術上沒有太大差距,但他們應用得更多,更成熟,我們應用得太少了。
最近幾年,我國對深海AUV的應用加強了投入,因此跟國外的差距又縮短了些。一個工程設備,從突破技術難關到真正使用,有很長的路要走,而實際應用更應該被重視,因為只有使用它,才能對海底資源調查作出更大貢獻。
新京報:“潛龍二號”今后的應用是否也可能是挑戰?
劉?。簩Α皾擙埗枴眮碚f,我們第一航段創下了好多個“首次”,第二航段也有幾個“突破”,再往后,你可能很難再寫出什么轟動的話來,但不代表它就沒有成績,隨著它應用的探測面積越來越多,對礦產資源評估、對科學調查都是非常有意義的,也同樣需要持續的關注。
新京報:這種關注,具體指什么?
劉?。喝绻粋€項目完了,資金也停了,那課題組只能解散,這一頁就算翻過去了。但如果能夠對已走上應用之路的深海裝備給予持續的支持,我們就可以有專人長期地、持續不斷地去完善它,讓它成熟起來,這才是真正重要的地方。
本版采寫/攝影 新京報特派記者 金煜
(原載于《新京報》 2016-03-13 第13版)