水下機(jī)器人在中國遠(yuǎn)洋科考中的應(yīng)用

　　我國新一代遠(yuǎn)洋綜合科考船“科學(xué)”號，29日圓滿完成中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)“熱帶西太平洋海洋物質(zhì)能量交換及其影響”2017年南海綜合考察航次任務(wù)，抵達(dá)深圳補(bǔ)給。本航次中，我國首次實(shí)現(xiàn)了纜控式和自治式水下機(jī)器人深海交匯拍攝，不同類型裝備協(xié)同作業(yè)，同時(shí)對南海一冷泉區(qū)進(jìn)行了精細(xì)調(diào)查，取得了大量生物樣品。

　　亮點(diǎn)一：水下機(jī)器人深海“約會”

　　在1000多米深的黑暗海底，一個(gè)根據(jù)預(yù)編程自主航行的機(jī)器人穿梭而過，能用另外一個(gè)機(jī)器人在海底準(zhǔn)確找到它并跟蹤拍攝嗎？我國科學(xué)家在本航次做到了！

　　7月26日，“科學(xué)”號搭載的纜控式遙控?zé)o人潛水器“發(fā)現(xiàn)”號與自治式水下機(jī)器人“探索”號在南海北部實(shí)現(xiàn)深海交匯拍攝，這也是我國首次實(shí)現(xiàn)上述兩類水下機(jī)器人交匯拍攝。

　　航次技術(shù)首席、中國科學(xué)院沈陽自動化研究所副所長李碩說，雖然看上去是一次簡單拍攝，但里面蘊(yùn)含了非常復(fù)雜的技術(shù)體系，非常令人興奮。

　　李碩介紹，“探索”號是自治式水下機(jī)器人，下水后根據(jù)預(yù)編程自主航行。在本潛次中，它保持距海底5米進(jìn)行光學(xué)拍照。要實(shí)現(xiàn)這兩類水下機(jī)器人交匯拍攝，“探索”號穩(wěn)定性和可靠性要非常高，航行位置和姿態(tài)控制要非常精準(zhǔn)，導(dǎo)航定位能力要非常強(qiáng)，這樣才能克服海底洋流和復(fù)雜地形影響，按照預(yù)設(shè)路徑和時(shí)間出現(xiàn)在預(yù)定位置。

　　航次首席科學(xué)家孫松說，要實(shí)現(xiàn)交匯拍攝，還需要母船和遙控?zé)o人潛水器“發(fā)現(xiàn)”號的精準(zhǔn)配合。由于“發(fā)現(xiàn)”號和母船之間有一根纜相連，因此母船要有非常精準(zhǔn)的動力定位能力，同時(shí)“發(fā)現(xiàn)”號要具備精準(zhǔn)導(dǎo)航定位能力，準(zhǔn)時(shí)準(zhǔn)確出現(xiàn)在相應(yīng)位置，捕捉并跟蹤拍攝“探索”號。

　　“兩種不同類型的水下機(jī)器人和母船由三個(gè)不同團(tuán)隊(duì)操控，這次交匯拍攝體現(xiàn)了三個(gè)團(tuán)隊(duì)高水平的操控能力，以及相互之間的配合能力。”李碩說。

　　亮點(diǎn)二：不同類型探測裝備協(xié)同“作戰(zhàn)”

　　航次第二航段開始后，科考隊(duì)員率先將“探索”號自治式水下機(jī)器人布放到海水中，它隨即開始進(jìn)行大范圍地形掃描和拍照。

　　基于“探索”號探測資料，科考隊(duì)員選擇了最想要調(diào)查的區(qū)域，連夜將“發(fā)現(xiàn)”號遙控?zé)o人潛水器布放到水中。

　　在“發(fā)現(xiàn)”號即將結(jié)束作業(yè)時(shí)，科考隊(duì)員又將深海著陸器布放到海底?！鞍l(fā)現(xiàn)”號準(zhǔn)確找到著陸器位置，將其移動到科學(xué)家最想觀測位置。深海著陸器將拍攝冷泉區(qū)生物三個(gè)月的生活習(xí)性和變化。

　　這只是“科學(xué)”號搭載的系列海洋探測裝備協(xié)同作業(yè)一個(gè)縮影。本航次中，還實(shí)現(xiàn)了高通量深海海水采集及分級過濾系統(tǒng)、海洋生物光學(xué)剖面測量系統(tǒng)和船舶自身海洋探測裝備的協(xié)同作業(yè)?？瓶缄?duì)員在本航次還布放了12臺水下滑翔機(jī)，開展組網(wǎng)同步觀測，可測得流體溫度、鹽度、濁度、含氧量、海流強(qiáng)度和運(yùn)動方向等數(shù)據(jù)和資料。

　　孫松說，此次利用“科學(xué)”號搭載我國自主研發(fā)系列海洋探測裝備開展協(xié)同作業(yè)，提高的不僅是科考效率，更重要的是有利于解決海洋中的重大科學(xué)問題。

　　亮點(diǎn)三：探秘南海冷泉“海怪”