水下机器人简介
水下机器人简介
李洋 09生物技术2班 20090101310040
摘要：本文主要介绍水下机器人发展的现状，和目前一些水下机器人的一些主要研究成果，从目前技术的水平以及人们对水下机器人的需求预测未来水下机器人的发展趋势。
关键词：水下机器人    应用    发展现状    发展趋势
1  概述
水下机器人，也称无人遥控潜水器。一种工作于水下的极限作业机器人，能潜入水中代替人完成某些操作，又称潜水器。水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。从1953年美国研制出世界上第一艘无人有缆遥控潜水器到现在，其发展大致经历了三个阶段：
1.1第一阶段
从1953年至1974年为第一阶段，主要进行潜水器的研制和早期的开发工作。先后研制出20
多艘潜水器。其中美国的CURV系统在西班牙海成功地回收一枚，引起世界各国的重视。
1.2第二阶段
1975至1985年是遥控潜水器大发展时期。海洋石油和天然气开发的需要，推动了潜水器理论和应用的研究，潜水器的数量和种类都有显著地增长。载人潜水器和无人遥控潜水器（包括有缆遥控潜水器、水底爬行潜水器、拖航潜水器、无缆潜水器）在海洋调查、海洋石油开发、救捞等方面发挥了较大的作用。
1.3第三阶段
1985年，潜水器又进入一个新的发展时期。世界上许多国家开始研究各类用途的潜水器，如民用潜水器、军事潜水器等，并且取得了许多关键技术的突破和一些新的研究成果。80年代以来,中国也开展了水下机器人的研究和开发，研制出“海人”1号(HR-1)水下机器人,成功地进行水下实验。
2 水下机器人应用
水下机器人之所以在近些年来一直受到许多国家的青睐，是因为它在许多方面有着重要的应用，多一个国家的经济、军事等的方面的发展，起着重要的作用。
2.1在军事方面的应用
水下机器人在军事上应用领域非常广阔，主要的应用领域有：
（1）对抗。美国现役的“近期侦查系统”以及正在开放的“曼塔”水下机器人的主要用途就是对抗。因此，水下机器人的应用极大地提高了各国海军的对抗水平。
（2）情报搜集。水下机器人可以执行潜艇或者睡眠舰艇的进行路径，侦查敌人港口或者海岸区的军事活动情况，见识雷区与海上通道等情报搜集任务。
（3）海洋环境监测。
（4）通信中继。在某些特殊的领域通信条件受到限制时，可以利用水下机器人作为通信接口，完成通信任务。
（5）其他军事领域的应用。例如后勤支援与深水救援等  。
2.2管道容器检查方面的应用
（1）市政饮用水系统中水罐、水管、水库检查
（2）排污/排涝管道、下水道检查
（3）教师节送老师什么礼物好呢洋输油管道检查
（4）跨江、跨河管道检查
2.3船舶河道海洋石油方面应用
（1）船体检修；水下锚、推进器、船底探查
（2）码头及码头桩基、桥梁、大坝水下部分检查；
（3）航道排障、港口作业 鹿的寓意和象征
（4）钻井平台水下结构检修、海洋石油工程
2.4科学研究教学方面应用
（1）水环境、水下生物的观测、研究和教学
（2）海洋考察
（3）冰下观察
2.5水下娱乐方面应用
（1）水下电视拍摄、水下摄影
（2）潜水、划船、游艇
（3）看护潜水员，潜水前合适地点的选择
2.6能源方面应用
（1）核电站反应器检查、管道检查、异物探测和取出
（2）水电站船闸检修；
（3）水电大坝、水库堤坝检修(排沙洞口、拦污栅、泄水道检修)侯的拼音和组词
2.7安全方面应用
（1）检查大坝、桥墩上是否安装爆炸物以及结构好坏情况
（2）遥控侦察、危险品靠近检查；
（3）水下基阵协助安装/拆卸 
（4）水下目标观察，废墟、坍塌矿井搜救等；
（5）搜寻水下证据(公安、海关)
（6）海上救助打捞、近海搜索；
3 水下机器人的发展现状
3．1 国外水下机器人发展现状
国外水下机器人技术的发展，主要以美国、日本以及西方发达国家为代表，他们的发展技术几乎可以代表了全世界水下机器人技术的发展水平。\著名的一些研究机构有美国麻省理
工学院MIT Sea Grant’s AUV实验室、美国海军研究生院智能水下运载研究中心、美国伍慈侯海洋学院、美国佛罗里达大西洋高级海洋系统实验室、美国缅因州大学海洋系统工程实验室、美国夏威夷大学自动化系统实验室、日本东京大学机器人应用实验室、英国还是技术中心等  。
美国是最先发展水下机器人的国家，他们掌握着水下机器人较高的技术水平。由美国海军研究生院的Phoenix AUV 和性能更优越的 Aries AUV ,主要用于研究智能控制、规划与导航、目标识别等技术; 麻省理工学院的智能机器人 Odyssey II 主要用于海冰下的检测和标图; 斯坦福大学的 OTTER 的研究目的是使其成为科学和工业界在开发海洋的一种常用工具; 美国的新罕布什尔州自主水下系统研发所与俄罗斯远东科学院水下技术研究所联合开发出太阳能自主水下机器人 ,其计划的最终目的是开发一艘具有超过一年续航力的太阳能自主水下机器人[3]。美国麻省理工学院(MIT)的布鲁克斯(RodneyA. Brooks)模拟人类大脑物理结构的基于连接主义的反射性 ,以移动式机器人研究为背景 ,提出以一种依据行为来划分层次和构造模块的思路[4]。它的特点基本与分层递阶体系相反。
日本凭借其在智能机器人先进技术的优势，在水下机器人方面也不甘落后，取得了突跃式
的进步，并且成为这个领域的佼佼者。智能水下机器人是将人工智能、自动控制、模式识别、信息融合与理解、系统集成等技术应用于传统的载体上 ,在无人驾驶的情况下自主地完成复杂海洋环境中预定任务的机器人[4]。告白歌词日本对于无人有缆潜水器的研制比较重视，不仅有近期的研究项目，而且还有较大型的长远计划。目前，日本正在实施一项包括开发先进无人遥控潜水器的大型规划。这种无人有缆潜水器系统在遥控作业、声学影像、水下遥测全向推力器、海水传动系统、陶瓷应用技术水下航行定位和控制等方面都要有新的开拓与突破。这项工作的直接目标是有效地服务于200米以内水深的油气开采业，完全取代目前由潜水人员去完成的危险水下作业。
欧洲方面，根据欧洲尤里卡计划，英国、意大利将联合研制无人遥控潜水器。这种潜水器性能优良，能在6000米水深持续工作250小时，比现在正在使用的只能在水下4000米深度连续工作只有l2小时的潜水器性能优良的多。按照尤里卡EU-191计划还将建造两艘无人遥控潜水器，一艘为有缆式潜水器，主要用于水下检查维修；另一艘为无人无缆潜水器，主要用于水下测量。这项潜水工程计划将由英国；意大利、丹麦等国家的l7个机构参加。
法国方面，1980年法国国家海洋开发中心建造了“逆戟鲸”号无人无缆潜水器，最大潜深为6
000米。1987年，法国国家海弹开发中心又与一家公司合作，共同建造“埃里特”声学遥控潜水器。用于水下钻井机检查、海底油机设备安装、油管辅设、锚缆加固等复杂作业。这种声学遥控潜水器的智能程度要比“逆戟鲸”号高许多。1688年，美国国防部的国防高级研究计划局与一家研究机构合作，投资2360万美元研制两艘无人无缆潜水器。1990年，无人无缆潜水器研制成功，定名为“UUV”号。这种潜水器重量为6.8吨，性能特别好，最大航速10节，能在44秒内由0加速到10节，当航速大于3节时，航行深度控制在土1米，导航精度约0.2节/小时，潜水器动力采用银锌电池。这些技术条件有助于高水平的深海研究。
3.2 国内水下机器人的发展现状
我国从上世纪70年代开始较大规模地开展潜水器研制工作,起步较其他发达国家晚了很多，但是在过去的几十年内，我国水下机器人技术的发展还是取得了很大的进步，并且取得了一些重要的成果。我国先后研制成功以援潜救生为主的7103 艇(有缆有人)、I型救生钟(有缆有人)、QSZ 单人常压潜水器(有缆有人)、8A4 水下机器人ROV (有缆无人)和军民两用的HR—01 ROV,RECON IV ROV 及CR- 01A 6000m 水下机器人AUV (无人无缆)等, 使我国潜水器研制达到了国际先进水平[2]。2011年7月26日上午，中国载人潜水器“蛟龙”号在第二
次下潜试验中成功突破5000米水深大关，最大下潜深度达到5057米，创造了中国载人深潜新的历史，学弈原文“蛟龙号”载人潜水器5000米深潜成功，意味着中国载人深潜水平已位居世界前列。标志着中国具备了到达全球70%以上海洋深处进行作业的能力，极大增强了中国科技工作者进军深海大洋、探索海洋奥秘的信心和决心。
4水下机器人的发展趋势
茴香饺子馅的做法21 世纪将是海洋的世纪, 随着技术的进步, 各式各样的水下机器人将以更快的速度发展起来看, 将采用遥控、监控、预编程、局部自治或其组合等, 这会使水下机器人的应用更加广泛。随着陆地资源和能源的日益缺乏，越来越多的科学家开始把目光转向了海洋，这无疑会极大地促进水下机器人技术的发展，在未来，那个能率先掌握更发达的水下机器人技术，他就会掌管巨大的海底资源。但是目前水下机器人技术方面还存在一些难题。例如水下遥控机器人水下大数据率的信息传输仍无法以无缆的形式彻底解决[3]。

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