地利+智力=潜力

  很多参加比赛的机器人体形很小。

  很多参加比赛的机器人体形很小。

  水下机器人在岸上比较笨重,但是在水下灵活自如。

  水下机器人在岸上比较笨重,但是在水下灵活自如。

  选手们在比赛前对机器人进行调试。

  选手们在比赛前对机器人进行调试。

  文 本报记者韩顺兆   摄影 本报记者高强

  “我是土生土长的长海县岛里人,能够回到家乡参加水下机器人目标抓取大赛决赛真的是太开心了。”大连理工大学控制学院自动化专业的大二学生于子均指着大屏幕上传来的海底画面兴致勃勃地告诉记者,“我们大连理工大学MMCL队,在刚刚的人机协助捕捞中,不到半个小时时间已经捕捞了28只扇贝和4只海虹。”

  于子均说,他从有记忆起就看到潜水员在水下进行海珍品捕捞,非常辛苦也十分危险。那时候,他就有一个梦想:能不能发明一种机器人来代替人工呢?没想到,在他考进大连理工大学之后,遇到了这样一个团队,一群学哥学姐在一起研究水下机器人,他就说出了自己的愿望。虽然,他的资历还不够正式入队,但是这些学哥学姐感动于他的精神,接纳了他。这次的参赛经历将成为他人生的一个新起点。

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  水下机器人可替代潜水员

  “今年参赛的水下机器人无论是识别精度还是抓取效率都较比去年有了很大的进步,动作更灵活,抓到的海参扇贝也较去年更多。”国家自然科学基金委信息学部副主任李建军告诉记者,“潜水对体重、反应速度和身体健康等方面的要求比较严格,很多潜水员到了40岁就无法继续实施作业,要解决海洋牧场劳动强度大、生产效率低的问题,找到一种代替人工进行危险水下采捕作业的机器人就很必要。相信,随着技术的进步,水下机器人替代人工只是时间问题。”

  长海县副县长高祥刚表示,长海县的海珍品养殖生产主要依靠潜水员或拖网船,潜水采捕员上岗前要进行严格的身体检查和技能培训,大约需要一年的时间才能独立作业,不仅风险性大,而且也越来越难招。而水下机器人如果能形成产业化应用,替代人工进行复杂水底环境下的采捕作业,解决海洋牧场采捕作业劳动强度大、生产效率低的问题,还将降低采捕成本和安全生产风险。

  国家自然科学基金委信息学部副主任李建军告诉记者,“未来水下机器人不仅可以替代人工,如果达到拖网采捕的效率,与现行通用的网具采捕不同,由于不影响海底,还有利于海域环境的养护。水下机器人还可应用于生态监控、海底环境调查、海底资源评估等领域,可以全面提升海洋牧场的信息化、智能化水平。”

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  大连发展水下机器人前景广阔

  大连市具有发展水下机器人产业得天独厚的地理优势。海岸线长度2211公里,占全国1/10,拥有得天独厚的海洋渔业资源。除了地理优势,大连市在发展水下敏捷机器人方面也有着坚实的基础,拥有包括大连理工大学、大连海事大学、大连海洋大学在内的多所从事水下机器人研究的高校和科研机构,从基础研究到产业实践,一步一个脚印,成果斐然。

  2017年9月,首届“水下机器人目标抓取大赛”在大连举行,这是国际上首个真实近海环境下的智能机器人竞赛,至今已举办三届,以大赛为纽带,构建面向重大需求真实环境下的科技竞赛与测试平台。大赛中,参赛选手在水下机器人目标识别、定点抓取和自主抓取等竞赛项目各显身手,展开激烈角逐,克服了大风洋流带来的困难,实现了大赛的预期目标。这是我国机器人领域的产业实践,将科学研究成果同海洋牧场产业有机结合,将成为大连城市转型发展的重要平台和新动能、新引擎。

  国家自然科学基金委信息学部副主任李建军表示,水下机器人的研发仍面临一些挑战。比如设备的密封性,目前基本有两种做法,一是加固设备外壳的密封性;二是内部设置密封舱。这不仅需要高水平的设计,也要有较高的制造工艺。再比如浮力问题,不仅需要开发者精确计算,还要对设备进行精细的重力布局,甚至每一根线路都要仔细考虑,反复测试。此外,加载于水下机器人的其他设备和技术也必须达到较高标准,包括通讯设备、摄像头、推进器、灯光等。

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