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日本水下仿生机器人（日本水下仿生机器人叫什么）
发布时间：2023-05-25 07:06:14
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大家好！今天让创意岭的小编来大家介绍下关于日本水下仿生机器人的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。
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水下机器人的发展历程
从1953年至1974年为第一阶段，主要进行潜水器的研制和早期的开发工作。先后研制出20多艘潜水器。其中美国的CURV系统在西班牙海成功地回收一枚氢弹，引起世界各国的重视。
1953年第一艘无人遥控潜水器问世，到1974年的20年里，全世界共研制了20艘无人遥控潜水器。特别是1974年以后，由于海洋油气业的迅速发展，无人遥控潜水器也得到飞速发展。
无人有缆潜水器的研制80年代进入了较快的发展时期。1975至1985年是遥控潜水器大发展时期。到1981年，无人遥控潜水器发展到了400余艘，其中90%以上是直接；或间接为海洋石油开采业服务的。海洋石油和天然气开发的需要，推动了潜水器理论和应用的研究，潜水器的数量和种类都有显著地增长。载人潜水器和无人遥控潜水器（包括有缆遥控潜水器、水底爬行潜水器、拖航潜水器、无缆潜水器）在海洋调查、海洋石油开发、救捞等方面发挥了较大的作用。
1985年，潜水器又进入一个新的发展时期。80年代以来，中国也开展了水下机器人的研究和开发，研制出“海人”1号(HR-1)水下机器人，成功地进行水下实验。 1988年，无人遥控潜水器又得到长足发展，猛增到958艘，比1981年增加了110%。 这个时期增加的潜水器多数为有缆遥控潜水器，大约为800艘上下，其中420余艘是直接为海上池气开采用的。无人无缆潜水器的发展相对慢一些，只研制出26艘，其中工业用的仪8艘，其他的均用于军事和科学研究。另外，载人和无人混合理潜水器在这个时期也得到发展，已经研制出32艘，其中 28艘 用于工业服务。
1980年法国国家海洋开发中心建造了“逆戟鲸”号无人无缆潜水器，最大潜深为6000米。“逆朗鲸”号潜水器先后进行过130多次深潜作业，完成了太平洋海底锰结核调查海底峡谷调查、太平洋和地中海海底电缆事故调查、洋中脊调查等重大课题任务。1987年，法国国家海弹开发中心又与一家公司合作，共同建造“埃里特”声学遥控潜水器。用于水下钻井机检查、海底油机设备安装、油管辅设、锚缆加固等复杂作业。这种声学遥控潜水器的智能程度要比“逆戟鲸”号高许多。
1987年，日本海事科学技术中心研究成功深海无人遥控潜水器“海鲀3K”号，可下潜3300米。研制“海鲀3K”号的目的，是为了在载人潜水之前对预定潜水点进行调查而设计的，供专门从事深海研究的，同时，也可利用“海鲀3K”号进行海底救护。“海鲀3K”号属于有缆式潜水器，在设计上有前后、上下、左右三个方向各配置两套动力装置，基本能满足深海采集样品的需要。1988年，该技术中心配合“深海6500”号载人潜水器进行深海调查作业的需要，建造了万米级无人遥控潜水器。这种潜水器由工作母船进行控制操作，可以较长时间进行深海调查。这种潜水器可望在1992年内建成，总投资为40亿日元。日本对于无人有缆潜水器的研制比较重视，不仅有研究项目，而且还有较大型的长远计划。
1988年，美国国防部的国防高级研究计划局与一家研究机构合作，投资2360万美元研制两艘无人无缆潜水器。
1990年，无人无缆潜水器研制成功，定名为“UUV”号。这种潜水器重量为6.8吨，性能特别好，最大航速10节，能在44秒内由0加速到10节，当航速大于3节时，航行深度控制在土1米，导航精度约0.2节/小时，潜水器动力采用银锌电池。这些技术条件有助于高水平的深海研究。另外，美国和加拿大合作将研制出能穿过北极冰层的无人无缆潜水器。
中国水下机器人2009年首次在北冰洋海域冰下调查。“大洋一号”科学考察船第21航次就在开始不久的第三航段考察中，“大洋一号”首次使用水下机器人“海龙2号”在东太平洋海隆“鸟巢”黑烟囱区观察到罕见的巨大黑烟囱，并用机械手准确抓获约7千克黑烟囱喷口的硫化物样品。这一发现标志着中国成为国际上少数能使用水下机器人开展洋中脊热液调查和取样研究的国家之一。依靠“大洋一号”船的精确动力定位，中国自主研制的水下机器人“海龙2号”准确降落抵达“鸟巢”黑烟囱区海底，并展开了摄像观察、热液环境参数测量。
2012年10月，中国首款“功能模块”理念智能水下机器人问世。哈尔滨工程大学船舶工程学院5人团队，在指导教师张铁栋带领下，依托水下机器人国防重点实验室，历时一年自主设计出国内首款“多功能智能水下机器人”，首次将“功能模块”理念应用于水下机器人领域。该款机器人可根据需要选择不同模块随时“换芯”、随时变身，可应对各种复杂水下作业。
这款机器人获得首届“全国海洋航行器设计与制作大赛”实物制作类特等奖。该项目中自主研发应用的永磁式平面磁传动推进器、永磁式平面磁传动机械手、改装水密接插件均属国内首创，具有重要的推广价值。
2012年日本正在实施一项包括开发先进无人遥控潜水器的大型规划。这种无人有缆潜水器系统在遥控作业、声学影像、水下遥测全向推力器、海水传动系统、陶瓷应用技术水下航行定位和控制等方面都要有新的开拓与突破。这项工作的直接目标是有效地服务于200米以内水深的油气开采业，完全取代由潜水人员去完成的危险水下作业。
在无人有缆潜水技术方面，始终保持了明显的超前发展的优势。根据欧洲尤里卡计划，英国、意大利将联合研制无人遥控潜水器。这种潜水器性能优良，能在6000米水深持续工作250小时，比正在使用的只能在水下4000米深度连续工作只有l2小时的潜水器性能优良的多。按照尤里卡EU-191计划还将建造两艘无人遥控潜水器，一艘为有缆式潜水器，主要用于水下检查维修；另一艘为无人无缆潜水器，主要用于水下测量。这项潜水工程计划将由英国；意大利、丹麦等国家的l7个机构参加。英国科学家研制的“小贾森”有缆潜水器有其独特的技术特点，它是采用计算机控制，并通过光纤沟通潜水器与母船之间的联系。母船上装有4台专用计算机，分别用于处理海底照相机获得的资料，处理监控海弹环境变化的资料，处理海面环境变化的资料，处理由潜水器传输回来的其他有关技术资料等。母船将所有获得的资料。经过整理，通过微波发送到加利福尼亚太平洋格罗夫研究所的实验室，并贮存在资料库里。
2015年3月19日，中国自主建造的首艘深水多功能工程船——海洋石油286进行深水设备测试，首次用水下机器人将五星红旗插入近3000米水深海底，这是国内首次用水下机器人将五星红旗插入近3000米水深的南海。
日本的机器人，到底有哪些功能？日本为何发展仿生机器人？
1、日本为何发展仿生机器人？
2014年6月，日本政府出台《日本复兴战略》，提出要在 “再生的十年”(2013—2022年度) 实现国内生产总值(GDP) 年均名义增长率达到3%、实际增长率达到2%的目标。之后，日本政府火速启动“机器人革命实施会议”，由安倍首相亲自召开。直言要“通过规制改革实现机器人无障碍社会，确立世界最高水准的人工智能技术”。
（1）解决养老问题
就是在这次首相亲自召开的会议上，日本政府把2015年称为“机器人革命元年”，机器人行业被称为“技术创新的象征”，解决少子老龄化社会人手不足的“王牌手段”，也成为日本政府各种振兴经济的“高招”和“绝招”。所以，日本是真的押宝机器人产业，而用来解决“老龄化、养老难”的仿真机器人则是其重中之重。
（2）解决青壮年劳动力问题
日本对于发展其机器人产业认识可谓相当深刻。除了面对日益严重的社会养老问题，日本高额的人工费用和青壮年劳动力不足也是非常现实的社会问题。近年来，随着日本劳动力不足问题日趋严重，从大企业到中小企业，最基层的基础劳动力始终是极大的问题，而对机器人的应用继续扩大或许是另外一种可行的方案。
（3）日本拥有机器人核心技术和关键零部件
其实早在90年代前半期，日本制造的工业机器人占世界市场的份额一度高达90% 。进入互联网时代之后，人工智能、计算机、机器人等技术受到全世界国家的关注，但日本依靠其多年的潜心研究，依然占据了重要位置。发展机器人产业，日本具有天然的优势。
具体来说日本的机器人领域在关节技术、高性能交流伺服电机、高精密减速器、控制器、驱动器等机器人的核心技术方面居世界领先地位，其高精密减速器、力传感器等的世界市场份额高90% 。与之相比，中国的机器人核心零部件大部分依赖从日本、德国等技术先进国家进口，其中精密减速器的75% 从日本进口，而这些零部件占到机器人整体 生产成本的70% 以上。（该数据来自中国机器人网）
2、日本的机器人到底有哪些功能？
谈到日本的仿真机器人，很多人可能第一印象就是人形机器人。前几年，价值十几万的日本“妻子”机器人一度引发全网热议。但实际上仿真机器人却不仅仅是模仿人类，地球上的、每一种生物经过亿万年的进化，某些部位早已巧夺天工，拥有了最合理的结构特点。而仿照这些特点，创造出可以为人类服务的仿真机器人，正是很多科学家一生的追求。
具体来说，仿真机器人可以分为陆面仿真机器人、空中仿真机器人、水下仿真机器人。
（1）路面仿真机器人。人形机器人只是陆面仿真机器人的一个重要分支。严格地说起来，类似这样的分支还有三到四种。这其中，比较出名的是仿真多足机器人、仿真蛇形机器人、仿真跳跃机器人等。这些不同种类的机器人，虽然都可以灵活地活动，却是模仿自不同的自然界动物。受限于篇幅原因，小编就不一一举例，大家感兴趣可以自己查看下对应的机器人。
（2）空中仿真机器人。如今的无人机已经不是新鲜物品，但无人机的飞行原理，你找得到是源自哪种生物吗？人类虽然可以驾驭飞机，甚至冲出太空，但这种飞行方式完美吗？地球上有着众多鸟类和昆虫，其在飞行形态、运动方式、能量利用等方面，达到了几乎完美的程度。飞行器的制造思路，也许就在它们身上。
没错，目前人类对于空中仿真机器人的研究还处于初始阶段。真正身处大自然的那些飞行精灵，并没有很好地被科学家破译。但这也意味着，在空中仿真机器人上，还有巨大的探索和发展空间。
（3）水下仿真机器人。水下仿真机器人主要是模仿鱼类游动，绝大部分机器人都是利用电机控制摆动实现推进，但近些年，这种方式正在不断被革新，新型仿生材料和仿生驱动被应用于水下机器人，全球地位系统成为了机器人的眼睛。地球中大部分区域都是水环境，在水下机器人的利用上，科学家正在不断突破，相信在不久的未来，会有更多神奇的水下机器人诞生。
3、仿真机器人未来的发展趋势
仿真机器人千奇百怪，各有特点，但几乎无一例外地都会遇到自己的瓶颈，这是因为在基础层面上，很多通行的问题并没有获得突破。总的来说，问题主要集中在材料、控制、能量转化上。
（1）物理材料不等于生物材料。物理材料完全不同于生物材料，尤其是在生物减阻、自洁、抗疲劳等方面。生物力学和工程力学是两种不同的学科，如何能找到一个完美的结合点，将结构、驱动、材料一体化方，或许是打开机器人大门的必备钥匙之一。
（2）更精纯地使用能量。当前阶段，科学家对生物能量转换机理研究不深，各类机器人的能量转换效率很低。人造的仿真机器人往往需要大量的耗能，这与生物身上超高的能量转化率相比，完全不在一个数量级上。
（3）微观控制。机器人绝不是笨重的代名词，未来的机器人反而会越来越灵活。像变形金刚那样的大家伙看起来威猛，但绝不会是主流。相反，微观控制是机器人发展的下一个重要突破点。目前，众多仿真机器人的控制方式依然很传统，更谈不上更精细的神经控制、机电控制，但在未来这是必须要攻克的难题之一。
科学狂人马斯克就致力于脑机的研究，希望利用脑机技术，让大脑和芯片“人机合一”，实现思维不灭。而这种研究发展也遵循着由宏观向微观发展的原则，仿生学的终极研究，或许还在仿人上。
4、结语
仿生学的研究，必然会不断深入下去，其产生的研究成果，也将会在生活的各方面造福人类。以莱特维健为首的Wlnad就是很好的例证，或许在未来，我们能看到长寿城市的诞生。随着科技的不断发展，未来的精工机械可能都会慢慢向人工智能甚至是仿生学发展。而进化了几千万年的各种动植物昆虫，真的会是人类最好的老师。
道法自然，在仿真机器人的道路上，人类还有很长的路要走。也许在不远的未来，每个人都会有一款体贴的女或男机器人陪伴成长。
以上就是关于日本水下仿生机器人相关问题的回答。希望能帮到你，如有更多相关问题，您也可以联系我们的客服进行咨询，客服也会为您讲解更多精彩的知识和内容。
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