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大有可为的水下机器人（第1页）

大有可为的水下机器人

海洋占地球面积的23，并且是地球上大量生物的生存之地。在那浩瀚无垠的大洋深处，到底埋藏着多少不为人知的奥秘?那深不见尽头的海底，是怎样一片神奇的世界呢?正是带着这样的疑问，海洋潜水器应运而生了。

1554年意大利人塔尔奇利亚发明制造了木质球形潜水器，对后来潜水器的研制产生了巨大影响。第一个有实用价值的潜水器是英国人哈雷于1717年设计的。20世纪，出现了各种以科学考察为目的的自航深潜器。1948年瑞士的皮卡德制造出“弗恩斯三号”深潜器并下潜到1370米。虽然载人舱严重进水，但开创了人类深潜的新纪元。使深海探测难以进行并使人类难以踏入这一领域的，是水的基本性质，即高密度。为了克服这些障碍，从事深海探测的大部分科学家都已从有人驾驶潜水器转向机器人潜水器。

现在的水下机器人分为缆控水下机器人和无缆遥控水下机器人两种类型。有缆水下机器人最早产生于20世纪50年代，当时主要用于执行鱼雷和水下导弹回收任务而由军方研制。美国海军1956年研制出的“开尔夫”1号，该机器人在服役期间执行数百次使命，其中包括从海底回收100多枚鱼雷。它最值得自豪的是1966年参与搜寻美国坠落在西班牙洛马雷斯深海处的氢弹，正是“开尔夫”1号成功地将锁住机构连接到那颗氢弹上，才使氢弹得以回收。

20世纪70年代和80年代，无人有缆潜水器的研制获得迅猛发展。出现了海底考察、实验、采样、打捞、救助、工程施工等多种用途的水下机器人，工作性能越来越好，工作水深也越来越大。法、美、日等国家海底机器人技术研究处于领先位置。世界上第一个设有通信系链、能够独立工作的水下机器人“逆戟鲸”号是由美国研制的。它有5台微处理机，有着装有5000张胶片的自动摄像机，有着非常完善的声呐装置声脉冲发送器、频闪器以及传感器等设施。这架机器人重2。9吨。它不需要海面工作人员“指导”其行动，但是如果遇到障碍物、摄像机失灵或电路中断等情况发生时，它还得与海面联系，因此，这架机器人在水下工作时每隔10秒钟就向工作船报告一次它的行踪及工作状态。这些报告都在工作船的示波器上显示出来，工作船上的人员可随时了解机器人工作的深度、方向、水温及发动机的工作状况，必要时，工作船还可以发出控制指令，例如发动机、摄像机和录音机的关闭、镇重块的释放等。这架机器人虽诞生不久，却立下了赫赫战功。它潜水达130多次，最深处到达海底5300米；曾在几百平方英里的太平洋洋底遨游览胜，拍下了那里的全部海底地形图。

目前世界上唯一能够下潜到万米洋底的缆控潜水器是日本于1993年研制成功的“海沟”号。它通过一条长12公里、重达15吨的动力和通信电缆受控于海面上的工作母船。潜水器上装有7个推进器、5台摄像机、2只机械手和1台海底声学探测装置。1995年3月24日，“海沟”号潜入大洋最深渊——马里亚纳海沟，成功拍摄到了鱼儿在地球上最深的海底畅游的图像，这是无人探测器的潜水世界最高纪录。

我国从20世纪80年代开始研制有缆遥控水下机器人，先后研制出了“海人”1号、“瑞康”4号、“探索者”1号等10多种型号，有些技术上已接近国际先进水平。像“探索者”1号的作业水深可达1000米，能很好地完成检查水下管道、海底电缆等工作。1988年起，“瑞康”4号就一直在中国南海石油勘探中被外国公司租用，开创了我国近海石油勘探钻井首次使用国产机器人的先例。1995年，我国成功研制出了无缆水下智能机器人。这一目标的实现，不仅使我国具有对除海沟以外的世界海洋97%面积的海域进行详细探测的能力，为我国大洋协会按照联合国的有关规定勘探太平洋15万平方公里的海底矿藏、争取我国的海洋权益创造了条件。当年5月，这个机器人赴夏威夷东南海域参加我国大洋勘探研究，曾成功深潜到6000米的深处，测量了海底地貌，拍摄了埋藏在深海底部的锰结核的图像，不仅为我国大洋研究做出了重要贡献，也写下了我国深潜史上崭新的篇章。2006年，由我国多家单位共同研制的机器人“检测工”——“海底管道内爬行器及检测系统”诞生了。这位水下机器人的外形像一列小火车，一节一节相连，由驱动环、电源、超声采集与存储器、超声探头等组成。用投放装置将“检测工”放入管道内，它便能借助输油管的油压差自由行进，并通过超声波的发射和回波，测出大量数据。完成任务后，“检测工”被回放装置拉出管道，科研人员从检测器中取出大量数据，经过计算分析后决定是否需要对管道进行维修。

目前，无人无缆潜水器尚处于研究、试用阶段，还有一些关键技术问题需要解决。今后，无人无缆潜水器将向远程化、智能化发展，其活动范围将在250～5000公里的半径内。这就要求这种无人无缆潜水器有能保证长时间工作的动力源。在控制和信息处理系统中，采用图像识别、人工智能技术、大容量的知识库系统，以及提高信息处理能力和精密的导航定位的随感能力等。如果这些问题都能解决了，那么无人无缆潜水器就能是名副其实的海洋智能机器人。海洋智能机器人的出现与广泛使用，将为人类进入海洋从事各种海洋产业活动提供更为可靠的技术保证。

随着各国经济的飞速发展和世界人口的不断增加，开发海洋已经是人类在21世纪面临的重大课题。而水下机器人是多种现代高科技及其系统集成的产物，它对于海洋经济、海洋产业、海洋开发和海洋高科技具有特殊的重要意义。因此许多国家都对水下机器人给予了极大的关注。