从四川走向深海:水下机器人玩转“摄影”与“科研”
九游体育官方平台海洋一直以来都是极具挑战性的领域之一,人类对它的“追问”已绵延千年。如今,随着人工智能、机器人等技术“狂飙”突围,通往深海的新大门正徐徐打开。
为“尼斯湖水怪传说”提供新解,探测希腊水下古城……在成都科创生态岛,有这样一家企业,他们研发的水下机器人,可以下潜到深海中,扮演水下“摄影师”“救生员”“科学家”等角色,“畅游”全球100多个国家和地区。
与普通机器人相比,水下机器人有哪些特点?有哪些用途?近日,记者走进潜行创新(成都)机器人科技有限公司(以下简称潜行创新),一探究竟。
专注于研发水下机器人的潜行创新,一开始想做的,其实是空中无人机市场。在企业成立之前,团队想了一个名字——“行天者”,顾名思义,是想在空中市场,大展拳脚。
但很快,团队就放弃了这个想法,转而一头扎进水下,取名为“潜行创新”,意思是在水下寻找发展空间。究其原因,是彼时的无人机市场发展迅猛,竞争十分激烈,而水下智能装备市场,却是一片蓝海,潜力巨大。从此,潜行创新面向消费级和轻工业级市场,研发、生产、销售便携式水下机器人产品。
首先是水下动力的挑战。与以空气为介质的工作环境不同,水下情况更为复杂,以密度来说,水的密度是空气的数百倍,阻力更大,对动力提出了更高要求。
“想要停在固定位置作业,需要高效能的水下推进器。”企业售前工程师陈哲轩介绍,所谓水下推进器,简单理解,相当于无人机的螺旋桨,通过不同的转速控制,实现水下机器人的定点、转向等动作。为了研发出小体积、大推力的水下推进器,光是测试,研发团队就花了近一年的时间,进行了数千次试验。
其次是精准操控的挑战。在水下作业,水下机器人需要克服水流、风浪等方面的干扰,根据变化灵活调整运动姿势,应对各种复杂环境。为此,团队研发了AnchorX智能全向抗流系统的算法,相当于给机器人安装了“智能驾驶系统”,可以依据水流冲击程度,自动调节推进器动力。
前进、后退、上浮、下潜……展示厅的体验区,在一个长约5米的泳池中,陈哲轩拿着控制手柄,向记者演示机器人不同流速下的运动过程。“目前,机器人的速度达到了每秒2.2米左右,下潜深度可达350米,这些数据是正常潜水员近5倍,同时,它还能在海上风电、海上石油钻井平台等复杂水域场景中实现平稳作业。”
最后还有精细化导航的挑战。“无人机、无人车可以使用GPS系统进行导航,但GPS卫星信号很难穿透水下,也给导航的精度带来了影响。”潜行创新营销负责人杨晓阳说,此前,水下机器人往往会依靠惯性系统“自主”感知前进方向,但受制于复杂多样的水下环境,很难实现精细化导航。
为此,团队在惯性导航基础之上,给机器人配备了声呐、摄像头、传感器等探测设备,同时辅以算法,提升机器人运行准确度。“我们通过声、光、电等结合的方式,导航更精准,尤其在一些能见度低的环境下,可以对复杂地形进行避让,保证了机器人的安全性。”
在接连攻克水下动力、操控、导航等核心技术后,潜行创新开始进军国际市场。目前,该企业产品已经历经数次迭代,远销欧洲、美国、日本等100多个国家和地区,超八成订单来自海外。
不久前,一则科研领域的新闻让潜行创新意外出圈:5月,英国海洋生物团队来到尼斯湖,首次捕捉到的巨型梭子鱼与鲑鱼影像,其体型远超常规认知。有海洋生物学家指出,巨型鱼类群等证据表明,尼斯湖确实具备支撑大型掠食者生存的食物链基础。
发现这些证据的正是潜行创新旗下水下机器人产品。此外,机器人还采集到尼斯湖地质构造、水流动态及生物分布数据,为科研人员进行环境监测、古气候研究,提供了宝贵的素材资料。
化身“摄影师”“科学家”参与科研工作,潜行创新的机器人早已驾轻就熟。此前,机器人还跟着一支来自意大利的科研团队,就当地一家修道院古井和水下溶洞进行探测,便于更多人了解古井、溶洞构造。此外,它还和西班牙科研爱好者一起,对当地喀斯特地貌洞穴进行了探测,了解岩溶发育规律和地下水流动路径。
事实上,水下机器人正在解锁更多应用场景。在日本,它变身“渔民”,定期对渔网、网箱的破损情况、养殖动物的生长和健康情况进行检查,清理水草和养殖网附着物,让养鱼更轻松。
在英国,它成为“维护工人”,深入水下对船体进行检测,快速识别问题并提升维护效率,帮助当地企业降低运营成本。
在韩国,它还可以充当“救生员”,协助当地政府搜捞溺水者,提升水下应急救援领域的能力……
“目前,水下机器人广泛应用于水产养殖、船体检测、紧急救援、科学和探索等多个领域。”杨晓阳说,未来,潜行创新还将围绕推进技术、AI自主导航等领域持续发力,不断优化水下机器人性能,拓展更多消费场景和需求。此外,潜行创新还把核心技术拓展到泳池清洁等领域,开发新产品,让更多人享受到机器人带来的便利。
在潜行创新大厅显眼的位置,有这样一句标语:探索未知。可以预见的是,随着水下机器人应用不断拓展,更多关于水下世界的想象空间将被打开。(四川日报全媒体记者 高杲)
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