水下机器人

大家好！今天让创意岭的小编来大家介绍下关于水下机器人的问题，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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本文目录:

• 1、潜水机器人的用途有哪些？

• 2、生活中常见的机器人有哪些

• 3、潜入深海 使命必达

• 4、水下机器人的技术发展要点是什么？

一、潜水机器人的用途有哪些？

水下机器人的用途很多，如科学考察、打捞沉船、旅游探险等。但是对于海军来讲，它最重要的任务是发现及排除水雷，保证舰队的安全及行动自由。当前，世界上水雷的种类繁多，什么锚雷、沉底雷、自掩埋水雷、自航水雷和遥控水雷等；按爆炸方式分又有触发及非触发水雷，后者又分为磁性水雷、音响水雷及水压水雷等。今天即使一些欠发达的国家，也可在市场上买到各种先进的水雷，花钱不太多，作用却非常大，它们对海上入侵者的威胁是极大的。目前，西方国家一般都用扫雷舰扫雷，利用舰上的遥控潜水器(ROV)发现及排除水雷。然而，ROV的速度慢，作业时间长，限制了母舰的行动。为此，许多国家的海军正积极研制更加先进的智能型水下机器人：它们不仅能够自主地探险、扫雷，而且可以作为水面、水下舰艇防不胜防的攻击武器，其至就是一支战斗力极强的机器人舰队……可以预见，军用潜水机器人必将成为21世纪的海战先锋。

二、生活中常见的机器人有哪些

一、水下机器人

水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。水下机器人最开始只是用作军工、可科考等领域，目前在民用及大众娱乐消费领域也有广泛用途，如水产养殖监控、水下捕捞以及水下拍摄、运动潜水、钓鱼探测等，有的还能佩戴VR设备，不用下水就能身临其境地看到水下美景。

使用场景：水下拍摄、运动潜水、钓鱼探测、潜艇娱乐、渔业养殖等

二、扫地机器人

扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清扫、吸尘、擦地等工作。

使用场景：家庭清洁

三、迎宾机器人

不少迎宾机器人已经设置成可以自由移动，第一面就让人感受到浓浓的科技感，有的迎宾机器人会尽量设计的接近于人形，有的胸前也会配置一块显示屏，可以播放场地的宣传内容，也可以作其他相关展示和指引。

使用场景：迎宾指引

四、早教机器人

早教机器人是专门为儿童早教促进孩子学习兴趣的教育类电子产品。能唱歌、跳舞、讲故事等，教小孩拼音识字、互动娱乐，主张趣味学习，对幼儿注意力、思维能力等方面提升有很大帮助。

使用场景：拼音识字、讲故事、互动娱乐等

五、无人机

这里说到的无人飞机并不是军事上常说的用于战争上的机器，而是现在常被人用作在空中拍摄和飞行表演上。当然，也有人会用无人机来求婚表白，制造浪漫等。

使用场景：空中拍摄、飞行表演、制造浪漫

三、潜入深海 使命必达

水下机器人可以通过搭载各种传感器，凭借其独特的续航能力，实现大海域、超深海域等地域的海底地貌探测、海水盐度、污染情况等信息采集，实现海洋生态环境勘测的智能化、信息化。近年来，水下机器人由最开始的军工市场向民用及大众 娱乐 消费市场拓展，应用领域广泛。它们代替人员在水下长期开展海洋勘察等科学研究，并且能够抵达很多人类难以抵达的恶劣环境；作为水下监测的辅助工具可以帮助养殖户快速完成日常的监测任务；对游艇船底进行检测，方便及时进行保养；另外，其水下拍摄功能使得人不用下水就能实时观看到海底画面，带上VR更是身临其境，游玩体验更加尽兴。

无人无缆潜水器

“潜龙三号”是目前我国最先进的无人无缆潜水器。在深海复杂地形进行资源环境勘查时，“潜龙三号”具备微地貌成图、温盐深探测、甲烷探测、浊度探测、氧化还原电位探测等功能。

“可变形”的水下机器人

美国一家公司研发了一款名为Aquanaut的“可变形”水下潜艇，可在潜艇与人形机器人模式间自由转换，它的下潜深度高达300米，因此它可以到达水下的很多地方。

海下作业的螃蟹机器人

韩国海洋技术研究院研制出一台六脚螃蟹机器人CrabsterCR200，未来用于浅海区的水下作业。目前由螺旋桨驱动的下水机器人和运载潜艇都不能应付海底里的强劲暗涌，而这个螃蟹机器人是来取代它们的。根据设想，这个机器人可用于科学 探索 项目，安装用于石油和天然气的管道等设施。

智能追踪水下无人机

约肯机器人智能追踪水下机器人BW Space首次将图像识别和智能追踪技术应用到水下机器人中，提供了一种全新 探索 海洋的方式，首次将图像识别和智能追踪技术应用到水下机器人，基于强大的计算机算法和图像识别及信息处理技术，可在水底对目标人物进行跟踪拍摄，具有灯光自动调节和直播功能，可拍摄4K高清影像。

海底采矿机器人

加拿大多伦多的鹦鹉螺(Nau-ti1us)矿业公司与一家深海挖掘机专业公司合作，制造了3种遥控机器：海底挖掘机、深海机器人和真空抽吸机，它们可协同作业，从海底采集矿石，粉碎成适当大小的颗粒运送到地面。

水下搜索机器人

蝠鲼是海洋中最优雅的生物，能够几乎毫不费力的滑行。新加坡国立大学的研究人员已经创造了一种模拟蝠鲼的机器人。“蝠鲼机器人”的每一个胸鳍都有一个电动马达提供动力，能够用于执行搜索和营救工作，而且也能够进行水下调查和检测，比如环境组织正在进行的那些水下调研。

可探测核反应堆的水下机器人

日本东京电力公司使用一款名叫“迷你翻车鱼”(Little Sunfish)的水下机器人，调查福岛第一核电站3号机组反应堆安全壳内聚积的核污水情况，旨在找出熔落的废弃核燃料的具体位置和形状，为核废料取出方案收集信息。（本报综合报道）

四、水下机器人的技术发展要点是什么？

水下机器人的技术发展要点是什么？

下面通过几个关键点和一些实际例子来说明一下。

水下机器人发展的六大关键技术

水下机器人是一种技术密集性高、系统性强的工程，涉及到的专业学科多达几十种，主要包括仿真、智能控制、水下目标探测与识别、水下导航（定位）、通信、能源系统等六大技术。

仿真技术：由于水下机器人的工作区域为不可接近的海洋环境，环境的复杂性使得研究人员对水下机器人硬件与软件体系的研究和测试比较困难。因此在水下机器人的方案设计阶段，研究人员进行仿真技术研究的内容分为两部分。

其一，平台运动仿真。按给定的技术指标和水下机器人的工作方式，设计机器人平台外形，并进行流体动力试验，获得仿真用的水动力参数。一旦建立了运动数学模型、确定了边界条件后，就能用水动力参数和工况进行运动仿真，解算各种工况下平台的动态响应。如果根据技术指标评估出平台运动状态与预期存在差异,则通过调整平台尺寸、重心浮心等技术参数后再次仿真,直至满足要求为止。

其二，控制硬、软件的仿真。控制硬、软件装入平台前，先在实验室内对单机性能进行检测，再对集成后的系统在仿真器上做陆地模拟仿真试验，并评估仿真后的性能，以降低在水中对控制系统调试和检测所产生的巨大风险。内容包密封、抗干扰、机电匹配、软件调试。另外，上述所需的仿真器主要由模拟平台、等效载荷、模拟通信接口、仿真工作站等组成。

水下机器人举例：

智能控制技术：智能控制技术，旨在提高水下机器人的自主性，其体系结构是人工智能技术、各种控制技术在内的集成，相当于人的大脑和神经系统。软件体系是水下机器人总体集成和系统调度，直接影响智能水平，它涉及到基础模块的选取、模块之间的关系、数据（信息）与控制流、通信接口协议、全局性信息资源的管理及总体调度机构。

水下目标探测和识别技术：目前，水下机器人用于水下目标探测与识别的设备仅限于合成孔径声纳、前视声纳和三维成像声纳等水声设备。

合成孔径声纳是用时间换空间的方法、以小孔径获取大孔径声基阵的合成孔径声纳，非常适合尺度不大的水下机器人，可用于侦察、探测、高分辨率成像，大面积地形地貌测量等。

前视声纳组成的自主探测系统，是指前视声纳的图像采集和处理系统，在水下计算机网络管理下，自主采集和识别目标图像信息，实现对目标的跟踪和对水下机器人的引导。通过不断的试错，找出用于水下目标图像特征提取和匹配的方法，建立数个目标数据库。特别是在目标图像像素点较少的情况下，较好地解决数个目标的分类和识别。系统对目标的探测结果，能提供目标与机器人的距离和方位，为水下机器人避碰与作业提供依据。

三维成像声纳，用于水下目标的识别，是一个全数字化、可编程、具有灵活性和易修改的模块化系统。可以获得水下目标的形状信息，为水下目标识别提供了有利的工具。

水下导航（定位）技术：用于自主式水下机器人的导航系统有多种，如惯性导航系统、重力导航系统、海底地形导航系统、地磁场导航系统、引力导航系统、长基线、短基线和光纤陀螺与多普勒计程仪组成推算系统等。由于价格和技术等原因，目前被普遍看好的是光纤陀螺与多普勒计程仪组成的推算系统。该系统无论从价格上、尺度上和精度上，都能满足水下机器人的使用要求，目前国内外都在加大力度研制。

通信技术：目前的通信方式主要有光纤通信、水声通信。

光纤通信由光端机（水面）﹑水下光端机﹑光缆组成。其优点是传输数据率高（100Mbit/s）且具有很好的抗干扰能力。缺点是限制了水下机器人的工作距离和可操纵性，一般用于带缆的水下机器人。

水声通信是水下机器人实现中远距离通信唯一的、也是比较理想的通信方式。实现水声通信最主要的障碍是随机多途干扰，要满足较大范围和高数据率传输要求，需解决多项技术难题。

能源系统技术：水下机器人、特别是续航力大的自主航行水下机器人，对能源系统的要求是体积小、重量轻、能量密度高、多次反复使用、安全和低成本。目前的能源系统主要包括热系统和电-化能源系统两类。

热系统是将能源转换成水下机器人的热能和机械能，包括封闭式循环、化学和核系统。其中由化学反应（铅酸电池、银锌电池、锂电池）给水下机器人提供能源，是现今一种比较实用的方法。

电-化能源系统是利用质子交换膜燃料电池来满足水下机器人的动力装置所需的性能。该电池的特点是能量密度大、高效产生电能，工作时热量少，能快速启动和关闭。但是该技术目前仍缺少合适的安静泵、气体管路布置、固态电解液以及燃料和氧化剂的有效存储方法。随着燃料电池的不断发展，它有望成为水下机器人的主导性能源系统。

水下机器人一旦突破技术瓶颈，其进口替代空间广阔。但是由于在探测技术、工艺水平、综合显控、综合导航与定位等技术上存在的较大差距，致使国产水下机器人的实际应用受到限制。目前国内不同领域的很多客户，购买或租借国外现有产品，不仅价格高、配套服务难，而且有些产品并不适合中国海区的使用特点，产品机动性、抗流能力及作业能力都明显不足。

以上就是关于水下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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