水下機器人應用及展望

李 碩 吳園濤 李 琛 趙宏宇 李一平

1 中國科學院沈陽自動化研究所 機器人學國家重點實驗室 沈陽 110016

2 中國科學院大學 北京 100049

3 中國科學院 重大科技任務局 北京 100864

黨的十八大報告明確提出，提高海洋資源開發能力，發展海洋經濟，保護海洋生態環境，堅決維護國家海洋權益，建設海洋強國。黨的十九大報告要求加快建設海洋強國。探索和認識海洋需要包括水下機器人在內的多種海洋技術裝備，“十二五”“十三五”期間，國家重點部署了 4 500 m 級和 11 000 m 級深海技術裝備的研制；“十四五”規劃進一步提出，要在深海、極地等前沿領域實施一批具有前瞻性、戰略性的國家重大科技項目。深海探測、海洋資源開發利用等已成為新興戰略性領域[1]，關注深海、聚焦深海資源的開發已上升為國家戰略。

近年來，水下機器人（UUV）在海洋科學研究、海洋工程及戰略高技術等領域得到了廣泛應用。通常，水下機器人可分為自主水下機器人（AUV）和有纜遙控水下機器人（ROV）。AUV自帶能源自主航行，可執行大范圍探測任務，但作業時間、數據實時性、作業能力有限。ROV 依靠臍帶電纜提供動力，水下作業時間長、數據實時，作業能力較強，但作業范圍有限；近年來發展的混合式水下機器人—自主/遙控水下機器人（ARV）結合了 AUV 和 ROV 的優點，自帶能源，通過光纖微纜實現數據實時傳輸，既可實現較大范圍探測，又可實現水下定點精細觀測及輕作業。ARV 是信息型 AUV 向作業型 AUV 發展過程中的出現新型水下機器人[2]。此外，水下滑翔機（glider）作為一種新技術平臺[3]，適用于長時間、大范圍海洋環境觀測，近年來逐漸成熟。……