天津深之藍(lán)海洋設(shè)備科技有限公司
一提到機器人，在我們的腦海中多半會閃現(xiàn)出兩種樣子來，一種是越來越像人的仿生機器人，一種則是在工廠里忙碌的各種機械手臂，然而現(xiàn)在，另外一種，我們所不太熟悉的機器人正成為全球性的研究熱門，那就是水下機器人。今年3月份才落戶天津開發(fā)區(qū)的深之藍(lán)海洋設(shè)備科技有限公司，就是專注于這項研究的企業(yè)之一，憑借幾位創(chuàng)始人數(shù)十年的行業(yè)研究經(jīng)驗，深之藍(lán)雖然剛剛成立不久，但已經(jīng)成為國內(nèi)第一家可以進行全系列水下機器人研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技民營企業(yè)。
數(shù)百次實驗做出“江豚”
走進深之藍(lán)的廠房，一個寬大的水池顯得非常特別。這個水池不僅大而且非常深，差不多有一層樓那么高。“這是我們做實驗用的水池，產(chǎn)品每做出一些新的調(diào)整，都需要放到水池里面來檢測，通過了再到湖里、海里去做測評。”深之藍(lán)海洋設(shè)備科技有限公司研發(fā)副總經(jīng)理王曉鳴告訴記者，水下機器人也稱作水下航行器或潛水器，是一種可以在水下移動，具有視覺和感知系統(tǒng)，通過遙控或自主操作方式使用機械手包括其他工具，代替或輔助人去完成某些水下作業(yè)的裝置。“水下機器人可以用在海底測繪、水產(chǎn)養(yǎng)殖、環(huán)境監(jiān)控、管道檢查、資源勘探、海關(guān)緝私等等，運用領(lǐng)域非常廣泛。”
在生產(chǎn)車間里，幾名研究員正在對一個小型的水下機器人進行調(diào)試。亮黃色的外表，圓乎乎的外形，眼前的水下機器人顯得“憨態(tài)可掬”。“這是一款搭載型纜控水下機器人，屬于江豚系列，是我們公司自主研發(fā)的第一款纜控水下機器人。它有4個水下推進器，2個用于前向和后向推進，2個用于垂向和側(cè)向推進，最大前進速度可達(dá)2節(jié)，配有壓力傳感器、三維磁羅盤、彩色攝像機等等。”王曉明一邊介紹，一邊打開桌上的控制箱給記者演示起來。
“江豚”的操作方法和記者之前想象的完全不同，原本以為高科技產(chǎn)品操作起來會非常復(fù)雜，但是王曉明打開控制箱后，竟然拿出了一個游戲手柄，通過游戲手柄上面的前進、后退等操作按鈕，就可以指揮“江豚”完成各種任務(wù)。而通過控制箱里的14寸彩色高清顯示器，記者可以看到“江豚”在水下“觀測”到的每一個畫面，所有畫面都非常清晰。“攝像只是‘江豚’的一項基礎(chǔ)功能，作為可搭載型纜控水下機器人，‘江豚’可以根據(jù)客戶需要，搭載3千克以內(nèi)的傳感器，并把信號及時傳回。”
“和一般的機器人不同，水下機器人的精密程度更高，所涉及的學(xué)科領(lǐng)域更加廣泛。”王曉鳴表示，由于水下作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，所以水下機器人的研究難點非常高。“比如推進器，既要實現(xiàn)可靠的控制，又要做到完全密封，還要考慮到規(guī)模生產(chǎn)后的成本問題。這些綜合的因素加起來，在國內(nèi)還沒有可以借鑒的解決方案。所以，推進器的每一個零件都需要我們自己來設(shè)計和制造，每一步都需要反復(fù)試驗，做好以后先放到大水池里看行不行，不行的話就要再設(shè)計、再制作。有時候，在水池里的實驗通過了，到湖里或者海里就不行了，因為水壓變化了，水下環(huán)境也更加復(fù)雜，就又得拿回來重弄。你現(xiàn)在看到的這個‘江豚’就是我們進行了數(shù)百次實驗以后，最終成形的產(chǎn)品。”
三大類機器人滿足不同需求
今年3月份，深之藍(lán)的研發(fā)團隊帶著“江豚”在距離天津不遠(yuǎn)的一家海參養(yǎng)殖基地進行了應(yīng)用展示，完成了對水下的礁石觀測、海參養(yǎng)殖觀測、海參投苗與采參的監(jiān)控。“以前，這個基地的海參養(yǎng)殖完全依靠人工，無論是采摘還是養(yǎng)護，都需要潛水員來進行水下作業(yè)，安全性和可靠性都不太高。而我們的水下機器人，則可以幫助養(yǎng)殖基地隨時觀測海參的生長情況、水質(zhì)的變化，工作效率要明顯高于人工。”深之藍(lán)海洋設(shè)備科技有限公司總經(jīng)理魏建倉告訴記者，經(jīng)過應(yīng)用展示，養(yǎng)殖基地對水下機器人的工作能力很滿意，除了將和深之藍(lán)開展深入合作外，還無償提供了1萬畝的海域，方便深之藍(lán)開展水下機器人的海中測試。
深之藍(lán)研究開發(fā)的水下機器人主要有三大類，纜控水下機器人、水下自主航行器、水下滑翔器，每種機器人都有各自的特長，適用于不同的領(lǐng)域。水下自主航行器，主要是利用螺旋槳推力實現(xiàn)水下運動，側(cè)重于自主執(zhí)行任務(wù)。水下滑翔器則主要利用浮力泵來進行運動，側(cè)重于低能耗大航程作業(yè)。與前面兩種水下機器人相比，纜控水下機器人的作業(yè)范圍相對較小一些，產(chǎn)品種類也更為豐富。
“針對不同的使用領(lǐng)域，纜控水下機器人又分為‘河豚’系列、‘江豚’系列、‘海豚’系列。”魏建倉告訴記者，“江豚”主要可以用于科學(xué)考察、海底勘探和環(huán)境監(jiān)測等工作，已經(jīng)可以接受訂單進行批量生產(chǎn)，“河豚”的各項實驗也差不多了，今年可以接受定制，主要用于水產(chǎn)養(yǎng)殖和海關(guān)緝私等工作。“海豚”的體形將會更大，目前還在研發(fā)中心，成功后將主要用于海洋作業(yè)。“現(xiàn)在纜控水下機器人和水下自主航行器的技術(shù)和生產(chǎn)都已經(jīng)比較成熟，可以隨時根據(jù)客戶的需要來進行生產(chǎn)。”
市場規(guī)模將達(dá)百億元
“我們的水下滑翔器將于年內(nèi)開展長時間的海洋實驗。”魏建倉表示，深之藍(lán)研發(fā)的水下滑翔器可全球GPS定位，亦可以通過無線通訊或北斗衛(wèi)星通訊與地面監(jiān)控站完成實時數(shù)據(jù)傳輸?？纱钶d水聽器、CTD等科學(xué)傳感器，獲得全方位的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)。記者看到，已經(jīng)組裝完畢的水下滑翔器直徑約為200毫米。工作人員說，這款水下滑行器還自帶兩個電池包，可自動調(diào)節(jié)平衡，潛入水下200米左右的深度，連續(xù)航行90天，最大的航行距離可以達(dá)到1000多公里。在航行過程中，滑翔器將利用浮力，按照鋸齒形的軌跡在海洋中前進，還可以浮出水面，完成數(shù)據(jù)傳輸和位置定位。
