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能变身会采矿,这些水下机器人你见过吗?

2018年06月29日 10:13:38 来源: 新华网

    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。由于水下环境恶劣危险,人的潜水深度有限,所以水下机器人成为开发海洋的重要工具。水下机器人都有哪些鲜为人知的“十八般武艺”?一起来看看吧。

    “可变形”的水下机器人

    美国一家公司研发了一型名为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。

    这种名为Aquanaut的新型潜艇被誉为“多功能水下机器人”,可在“潜艇”模式下下潜到水下数百英里,亦可“变形”为可进行精准操作的机器人。这一重达1050公斤的庞然大物的动力来自两个后推进器。

    这种新型潜艇摆脱了对母舰和操作人员的需要,同时又具有强大的态势感知和修改任务的能力。

    水下步行机器人

    一种有助于探险家和科学家进行探索的新工具——巨型机器蟹问世。制造者们称它是世界上最大且潜水最深的水下步行机器人。CrabsterCR200水下探测器重635公斤,被设计用来像真甲壳纲动物一样在海底移动,通过复杂技术稳定自身。

    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。科研组在一个宣传录像中设想机器人可捡起物体,但真实版本并没有这些功能。

    由于这个机器人的尺寸和体重,它可能代替水肺潜水员,在强大的水下暗流中执行任务。它可用6条腿稳定身体,在强大水流中低下“头”,翘起“臀”,迎着水流前进。这个机器蟹配有11部相机,其中包括通过反射声波在浑浊海水中识别方向的声学相机。

    智能追踪水下无人机

    在2018亚洲消费电子展上,来自上海的约肯机器人(上海)有限公司,带来了最新产品——BW Space智能追踪水下无人机,打破了水下探索是专业潜水员的特权,普通人也能体验探索水下世界的乐趣。

    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,在0.2-7米内识别出目标人物,锁定拍摄对象,启动自动跟踪拍摄模式,水下拍摄更智能和流畅。相比上一代水下机器人,BW Space拍摄性能更加优越,续航能力也更强劲,可以支持长达7小时的水下拍摄,最大下潜深度达到100米,其中4K高清摄像头能够捕捉更加细腻的画面。

    BW Space具备的拍摄技术、下潜深度以及续航能力,让其可广泛运用在水下摄影、水下探索、潜水娱乐、海底勘测、考古、科研教学、安全搜救、海洋环境保护等多个领域。

    海底采矿机器人

    海底火山活动,让大洋底部遍布贵金属。锰结核就是其中的一种矿石。那些数量巨大、表面呈黑色或棕褐色、形状和大小与土豆相似的石块中含有30多种金属元素,包括富有商业开发价值的锰、铜、钴、镍,以及多种稀土元素。

    总部在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,它们将协同作业,从海底采集矿石,粉碎成适当大小的颗粒运送到地面。

    2011年,鹦鹉螺公司从巴布亚新几内亚获得俾斯麦海20年的开采租赁权。第一个站点被称为So1wara1,约有21个足球场的大小,包含24万吨铜、2.5万磅黄金,还有银和锌,总价值可达到30亿美元。

    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。

    “潜龙三号”可用嘴内的前视声纳感知前方障碍物,肚皮底下的高度计感知离底高度,操控眼睛内的水平槽道推进器和左右分布四个鳍的动作,实现潜水器前进后退、上浮下沉、左右转向,实现智能避障。

    同时,“潜龙三号”肚子里的惯导系统能计算自己所处的位置,并将其位置及工作状态等信息,通过背部的声通信系统发送至母船,并能虚心接受母船发送来的准确位置信息予以改正,结合肚子底下的高度计感知的高度信息、深度计感知的深度信息,正确打开或关闭各个探测设备,在一片漆黑的深海自主“翻山越岭”,按设计的使命完成任务。

    水下搜索机器人

    “蝠鲼机器人”,它大约有35厘米长63厘米宽,重量约为680克。它的每一个胸鳍都有一个电动马达提供动力,借助这对柔软的胸鳍它能够畅游长达10个小时。

    这种机器人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。研究人员称,这种蝠鲼机器人甚至能够以集群的形式进行部署,实现更快、更高效的搜寻和调查。蝠鲼机器人在水池测试时获得了良好的机动性。它的最快速度能够达到2.3英尺每秒(0.7米每秒),几乎相当于1.6英里每小时(2.57公里每小时)。

    与真正的蝠鲼一样,这种机器人的身体设计成了宽而且扁平的样子,这意味着研究人员能够在它的腹部安装多种传感器。鱼鳍设计似乎比推进器有着更大的好处。除了不太可能被杂乱的水草缠住之外,它们产生的湍流要少于推进器。从整体上来说,蝠鲼机器人趋向于给海洋生态系统带来较少的环境影响。

    可探测核反应堆的水下机器人

    2017年,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。

    这款机器人由东芝公司与国际核退役研究所(IRID)共同研发,长30厘米,直径约13厘米,主要依靠后部螺旋桨在水中行进,前后均配有摄像头和LED灯,并配备有剂量计辐射探测器收集数据。该机器人由团队通过电缆进行远程操作,一人引导机器人,另一人调整传输数据的电缆。此前东芝也有用于反应堆内部检查的水下机器人,但这次特别开发的机器人更为轻巧,且抗辐射能力更强。

    操作员将机器人发送到已知水位最高的3号反应堆的安全壳内。机器人通过连接到安全壳的管道进入反应堆内部。通过在反应堆内拍摄图像调查内部结构损坏情况,并在被毁坏的反应堆内找到燃料。

    水下蛇形机器人

    挪威研发了一款水下蛇形机器人Eelume,用于对水下设备进行检查、维修,如海底管道和石油钻井平台等等。

    Eelume采用模块设计,可以通过更换抓取器和清洁刷等可拆卸部件以完成不同的任务。蛇形设计使得Eelume可以去到其他机器无法触及的狭窄空间开展工作,还可以通过扭动身躯在强力水流中停留。除此之外,Eelume在不工作时可以自行连接到海底基座,所以无论表面情况如何,它都可以随时运作。

    Eelume可以永久安装在水底中参与任务,这在未来可以减少大型船只的使用,从而节省成本。该项目未来的研发计划包括制造低价的3D打印模型和可以在深水域操作的机器人。

    (资料来源:新华社、环球网、科技日报、新民晚报等)

[责任编辑: 李东标 ]
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