[科普中国]-我国首款智能水下无人机“白鲨”发布

3月24日，在中关村创业大街昊海楼内，一个“萌物”成为众人目光的焦点：它身长约半米，周身“皮肤”白皙，有一双深邃的“大眼”，四只健壮的“小脚”。看起来萌萌的它却能量非凡，能在三四分钟内到达海底100米，并能以每秒2米的速度在深海“飞翔”，还能调皮地翻跟头。人们可以通过手机或者平板电脑控制它的方向、速度和视角，享受属于自己的深海之旅。它便是我国拥有完全自主知识产权的首款智能水下无人机——“白鲨”。这台深海“专机”将在我国机器人技术和产业领域打开怎样的新局面？ 将需求语言转化为研发语言 做水下无人机的念头，让国防科技大学毕业的魏建仓“心痒”了很多年。“海洋触手可及却又非常神秘。人们对海洋的探索，既来自国防、工程、测绘、搜寻等‘硬需求’,也来自一览海底的好奇心甚至渴望，绝对是刚需。”魏建仓告诉《经济日报》记者，国外水下无人机研发起步于上世纪60年代，主要用于国防和石油勘探，哈尔滨工程大学等单位约从上世纪80年代开始探索，主要用于国家科研项目。 “由于在特殊范围内使用，早期的水下无人机都是不计成本，十分‘高大上’，限制了民用拓展。像水下滑翔机等设备一直处于国外严密的技术封锁中，甚至一个部件都不卖给我国。我们的目标就是自主研发更智能、更接地气的水下机器人，满足更多人多样化的需求。”2013年，按捺不住创业冲动的魏建仓创办了天津深之蓝海洋设备科技有限公司，与一拨志同道合的博士兄弟们开始攻关智能水下无人机。 魏建仓说：“做水下无人机的难点主要在于设备水下定位、精确控制等。另外，设备出了故障可能就在水下消失了，做试验的成本很高，经验积累的难度大、速度慢，对于创业公司来说尤为艰难。” “将需求语言转化为研发语言。”这是魏建仓团队坚守的创新逻辑。“我们所有的技术突破都是面向应用，所有的设计都来自市场需求。”这种内驱力让他们做出了打破国外技术封锁的水下滑翔机、缆控水下机器人。在此基础上，他们接连攻克全固态推进系统、九轴全姿态平衡运动系统、电机在低转速下的闭环控制、多用途挂载系统等难题，申请了10余项国内外发明专利，创造出了“白鲨”系列水下无人机。 面向民用消费市场，必须攻克批量化生产这个难题。“我们的全固态推进系统不像传统推进系统存在空腔，是一种集成性很高的模块，能使生产工艺简单化，适用于批量制造，提高了产品的可靠性、一致性，实测5000米水深环境仍可靠运行。”魏建仓介绍。这种智能水下无人机采用丝旋翼式垂直推进器，结合水平推进器可以实现全自由度的运动，自适应控制方式使其在复杂水况下也能完成检测工作。它还能搭载机械手、声纳、水质传感器、超声测厚仪、激光成像仪、水下定位等，以适应水下不同任务需求。 快速生长的多元应用空间 纪源资本合伙人于立峰今年1月在参观美国国际消费类电子产品展览会(CES)时，特别留意了水下智能设备，并没有看到民用领域“漂亮、优质”的产品。“过去，我们对水下装备的印象都是大、粗笨，但我国这款自主研发的水下无人机，却让我们看到了原来水下设备也能如此智能、漂亮，可以带回家。” “高科技的创新会产生大量实际的应用。”这是这位资深投资人的一个深切感悟。“过去，我们一直认为水下装备是针对企业端的。随着科技的发展，会创造出服务于个人的新的市场需求，无人机就是一个典型例子。我们坚信水下无人机也一定会打开一个巨大的市场。鉴于此，我们毫不犹豫地成为投资者。”于立峰说。 大门开启的声音越来越强烈。深之蓝的先期产品“江豚”——一款能够灵活搭载配置的缆控水下机器人，可用于水产养殖、水下打捞、堤坝维护、港湾监视和舰艇维护等，目前已经应用于浙江、福建等地的大型养殖场。更加智能化的“白鲨”系列水下无人机，拥有“企业级”专业应用平台与“个人级”娱乐应用平台，能够广泛应用于水下娱乐探索、水下拍摄、管道检查、危险区域调查、水下取证等领域。 只见“白鲨”在水中和一只大海龟“嬉戏”着。它时而绕着海龟转圈，时而安静不动，海龟还对这个新朋友送上一“吻”。这一幕已经真实地发生在天津某水族馆内。表面上是“白鲨”和海龟玩，实际上是手握控制终端的体验者在跟海龟互动。“人们可以通过电脑屏幕或者VR眼镜，由‘白鲨’带着在海底自由穿梭，追逐感兴趣的海底生物。在水族馆内，依靠数据库、图像识别等技术，可实现通过‘白鲨’看到哪条鱼，在屏幕上就显示出这条鱼是什么鱼，介绍相关知识。”魏建仓说。 对于打开应用市场，魏建仓有着清晰规划：“我们最终会实现从产品到综合服务的转型，打造水下机器人生态，建立服务团队，提供数据、总体方案等。” 水下机器人创新将迎大舞台 “对海底探测开发离不开两样东西，一样是声学设备，一样是声学设备的载体。”哈尔滨工程大学教授李海森说，声波是目前水中信息传输的主要载体，远距离探测多以声学探测仪器(各种声纳)为核心。以往，声学探测仪器多采用船载式安装方式，虽然可以获得船上的便利条件，但是很多情况下，为了更好获取目标信息，则需要尽可能地接近水下目标。 “有了深之蓝研发的这种国产水下机器人产品，我们就可以用它搭载国产声学设备，让观测、搜救等工作更有自主性。它是一种值得大力推广和批量生产的海洋探测高新技术产品。”李海森说。 “魏建仓团队不是在研究一个样品，而是做出了一个产品。在特种机器人领域，少了水下和水上的无人机就无法走向深蓝。”中关村融智特种机器人联盟秘书长陈晓东说。在他看来，相比陆地上产品，水下机器人的研发难度更大，存在材料、通信、结构设计、防水、抗压等一系列问题。“一般人可能潜水10米就会头疼不适。如果在100米甚至上千米的水下有无人装备来保护、观测我们的海洋，探索海底世界，将更多海底知识传递给孩子们，这是多么可爱、可敬的事情。”陈晓东说。(经济日报)