ROV縱覽水下機(jī)器人/水下無(wú)人航行器/無(wú)人水下潛航器

水下機(jī)器人只，也可以稱(chēng)為無(wú)人水下潛航器(Unmanned Underwater Vehicle，UUV)，是在水下的極限環(huán)境中運(yùn)行并能潛入水面替代人進(jìn)行某種動(dòng)作的可控機(jī)器結(jié)構(gòu)。水下無(wú)人潛航器通?？煞譃槿?lèi):遙控水下機(jī)器人(ROV，Remotely Operated Vehicle)、載人水下航行器(HOV,Human-occupied Vehice)和智能水下機(jī)器人 (AUV,Autonomous Underwater Vehicles)，

ROV主要要應(yīng)用于海洋石油開(kāi)采業(yè)務(wù)。1975至1985年，由于海洋油氣業(yè)的迅速發(fā)展，水下機(jī)器人飛速發(fā)展進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期。到1981年，無(wú)人遙控水下機(jī)器人市場(chǎng)保有量400余艘，其中90%以上用來(lái)直接或間接為海洋石油開(kāi)采業(yè)服務(wù)。海洋石油和天然氣開(kāi)發(fā)的需要，推動(dòng)了水下機(jī)器人理論和應(yīng)用的研究，水下機(jī)器人的數(shù)量和種類(lèi)顯著增長(zhǎng)。ROV數(shù)量眾多，設(shè)計(jì)各不相同，功能及復(fù)雜度千差萬(wàn)別，英國(guó)Douglas Westwood根據(jù)業(yè)界實(shí)踐，將ROV分為7種類(lèi)型，分別為微型ROV(Miniature ROVs, MROVS)、可視型ROV (Eyebal ROVS,EROVS)、觀察型ROV(Inspection ROVs, IROVs)、拖拽型ROV(Remotely Operated Towed Vehicles, ROTVs)、作業(yè)型ROV (Work-Class ROVs, WROVs)、履帶型ROV (Tracked ROVs,TROVS)、挖掘型ROV(Ploughs)。

大型ROV能加載更多的傳感器，下圖是海洋探索公司(0cean Exploration)的ROV，名字叫深海發(fā)現(xiàn)者(Deep Discoverer)，其身體
分布著密密麻麻的傳感器，與它旁邊的人對(duì)比，顯得非常龐大。

近年來(lái)我國(guó)的水下機(jī)器人研究飛速發(fā)展，能夠制造大中小型ROV，在ROV的研制與開(kāi)發(fā)方面也基本能夠滿足國(guó)內(nèi)需求，在國(guó)際上占有一席之地。特別是6000米深水機(jī)器人的問(wèn)世，表明我國(guó)在此領(lǐng)域已經(jīng)取得一定成績(jī)。下圖是6000m級(jí)發(fā)現(xiàn)號(hào)ROV。

由于 20 世紀(jì),80 年代以來(lái)人工智能技術(shù)、微電子技術(shù)和控制技術(shù)的迅速進(jìn)步，國(guó)外智能水下機(jī)器人科技也取得了蓬勃發(fā)展，特別是在許多中國(guó)沿海國(guó)家的水下機(jī)器人技術(shù)發(fā)展得很快，已經(jīng)形成了許多世界有名的水下機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)，如美國(guó)伍茲霍爾海洋研究所、加拿大海洋科技中心、日本東京大學(xué)水下機(jī)器人研究研究室等。同時(shí)，為了更好地引導(dǎo)世界的水下機(jī)器人研究，一些國(guó)際協(xié)會(huì)也做出了很大的貢獻(xiàn)，如 IEEE 海洋工程協(xié)·會(huì)、海事技術(shù)協(xié)會(huì)等。
先進(jìn) AUV技術(shù)在當(dāng)代海洋作業(yè)中發(fā)揮了重要的作用。其中，主要 AUV包括美國(guó)霍爾物資研究所研制的 REMUS6000 和Seabed、日本東京大學(xué)生產(chǎn)技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)的 Tam-Egg、Twin-Burger 系列自主式 AUV 等。

總的來(lái)看，先進(jìn)水下機(jī)器人的研發(fā)極大地推動(dòng)了世界海洋事業(yè)的發(fā)展，其發(fā)展趨勢(shì)有:1.向遠(yuǎn)程發(fā)展
限制水下機(jī)器人向遠(yuǎn)程快速發(fā)展的主要技術(shù)阻礙有三種，即燃油、遠(yuǎn)程航行以及實(shí)時(shí)通訊。而目前正在研發(fā)的所有可以使用的燃油系統(tǒng)，包含一次性燃油動(dòng)力電池、二次電池、燃油動(dòng)力電池、熱機(jī)和核能量。利用太陽(yáng)光的自主水下機(jī)器人也是令人矚目的新進(jìn)展，因?yàn)樘?yáng)光自主水下機(jī)器人必須漂浮在水中并為機(jī)載能量系統(tǒng)再充電，但同時(shí)這種可使用的能量系統(tǒng)也是無(wú)限的。2.向深海發(fā)展
6000 米以上水深的海域面積約占世界海洋總面積的 97%，所以很多國(guó)家都將發(fā)展 6000 米水深技術(shù)當(dāng)成一項(xiàng)目標(biāo)。美國(guó)、日本等先進(jìn)國(guó)家也都相繼研究了 6000 米級(jí)的 UUV。美國(guó)伍茲霍爾海洋研究所就研制了一款深海探測(cè)潛器"ABE”，可在水深 6000 米的海底逗留一年。日本于 1993 年研發(fā)成工作水深為11000 米的深海無(wú)人潛器“海溝號(hào)”。3.向智能型發(fā)展

提高人類(lèi)水底機(jī)器人行為的智慧水平，一向是全世界科研人員的共同奮斗目標(biāo)，不過(guò)，由于目前的人工智慧科技已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)人類(lèi)水底機(jī)器人智能水平快速發(fā)展的需求，所以就必須把人的智慧融入水底人工智能機(jī)器人當(dāng)中，這也便是未來(lái)發(fā)展監(jiān)控型水底人工智能機(jī)器人的基本思路。不完全依賴于機(jī)械的智慧，而更多地依靠于感應(yīng)器和人的智慧，是今后的一種主要發(fā)展趨勢(shì)，因此我們可以將這些人工智能機(jī)器人稱(chēng)之為依靠感應(yīng)器的現(xiàn)代化水下機(jī)器人。未來(lái)發(fā)展多人工智能機(jī)器人協(xié)作控制，也是提高人類(lèi)自主水下機(jī)器人智能水平的關(guān)鍵方面。