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海南日报(2016.05.08):闯深海的“黄胖鱼”载誉归来——我国水下机器人实现重大突破
2016-05-09     | 【】【打印】【关闭

潜龙二号在海试中。

  核心提示 

  420日,黄胖鱼回家了。这条长相萌萌的黄胖鱼,历经三个多月的印度洋海底探险,终于顺利完成了所有试验探测任务,载誉归来。 

  其实黄胖鱼有一个很高大上的名字:潜龙二号。大名鼎鼎的蛟龙号是它的亲戚。它是十二五国家863计划深海潜水器技术与装备重大项目的课题之一,中科院沈阳自动化研究所是它的诞生之地。中国水下机器人的探索已有30年,这一次,黄胖鱼的海底探险,有哪些新的突破?又意味着什么?记者将揭开它的神秘面纱。 

  探秘深海石林 

  首次征服中脊海底 

  近90天的海试中,潜龙二号首次成功完成了对海底黑烟囱”——深海硫化物热液区的探测。单次下潜最长时间超过32小时,最大深度超过3200米,连续4个长航程成功探测成绩为我国深海机器人之最 

  长3.5米,通体鲜黄色,头尾各有两个红色鱼鳍型推进器,潜龙二号看上去就像一条黄胖鱼。 

  1108时许,西南印度洋,海面风平浪静。但在深达3000多米的海底却崇山峻岭,最大落差高达1000多米。与此前在湖中和浅海的模拟考试不同,黄胖鱼要在这里完成它的第一次大考。 

  在止荡绳的牵引下,黄胖鱼缓缓由向阳红10号船的后甲板没入水中。中科院必赢贵宾会研究员刘健此刻既激动又紧张,眼睛一动不动地看着小黄点逐渐消失在蔚蓝色的大海里,才忙着回到监控室。作为潜龙二号总设计师,黄胖鱼就像刘健的孩子。 

  这时,研发团队的所有人也都簇拥到监控室,全神贯注地看着屏幕。黄胖鱼每隔24秒出现一个新的数据,并逐渐形成运行轨迹。约半小时后,黄胖鱼到达预定深度,开始自主航行。 

  有时候数据会超过一分钟甚至更久不更新,心里就有点着急,过一会运行轨迹又出现了,才松了一口气。”“潜龙二号软件负责人徐春晖说,印度洋中脊海底环境复杂,作业难度极大。稍有不慎黄胖鱼就会发生碰撞,甚至一去不复返。 

  为了提高潜龙二号海底实战力,研发团队改进了传统的回转型设计,使用立扁形设计和可旋转推进器减少行进阻力,还首次采用基于前视声呐的避碰控制方法。刘健说:本次探测时的一次下潜探测中,就触发了90次避碰,它都有效规避了,没有发生一起触碰事故。 

  近90天的海试中,潜龙二号首次成功完成了对海底黑烟囱”——深海硫化物热液区的探测,这个区域富含铜、锌、铅、金与银、钴、锰等金属元素。单次下潜最长时间超过32小时,最大深度超过3200米,连续4个长航程成功探测成绩为我国深海机器人之最。同时黄胖鱼还拍摄到含有硫化物、玄武岩、贝壳及多种未知名字的鱼虾类生物高分辨率照片300多张,为将来硫化物矿区的评估及科学研究提供了重要依据。 

  三十年磨砺 

  大国工匠显身手 

  1986年,中国研制出我国首个水下机器人海人一号2010年以后,水下机器人发展进入快车道蛟龙号载人潜水器在7000米级海试中打破世界同类型载人潜水器最大下潜深度。紧接着,无人系列的潜龙一号潜龙二号也横空出世 

  75岁的封锡盛,是中国工程院院士、中科院沈阳自动化研究所研究员,他见证并参与了中国水下机器人从零起步到发展壮大全过程。 

  上世纪70年代末,被誉为中国机器人之父蒋新松院士提出发展水下机器人。1986年,中国研制出我国首个水下机器人海人一号1995年诞生了“CR01”6000米水下机器人,但二者均为原理型样机,没有进入实际应用。 

  2010年以后,水下机器人发展进入快车道蛟龙号载人潜水器在7000米级海试中打破世界同类型载人潜水器最大下潜深度。紧接着,无人系列的潜龙一号潜龙二号也横空出世。 

  屈指一算,从海人一号潜龙二号,中国水下机器人整整走过30年,科学家的不懈追求让它得更深更远。 

  研制海人一号之前我都没见过水下机器人什么样,全靠团队自主摸索。封锡盛说,研发1000米自主水下机器人时,靠全国大协作,几十家单位院所联合攻关;研制“CR01”时,和俄罗斯科学家合作,从1000米直接跨越到6000米,克服了关键技术和零部件的重重困难……作为自主研发、拥有自主知识产权的潜龙二号,可以说标志着中国水下机器人发展进入到一个新阶段,已跻身国际先进水平。 

  中国为什么要研发水下机器人?这是一个国家综合实力的象征。 

  据了解,日本研制的海沟号,1997年在关岛附近成功地下潜到10911米深的马里亚纳海沟底部;号称黑匣子搜索神器的美军蓝鳍金枪鱼号,曾潜入南印度洋搜寻马航失联客机MH370的下落…… 

  进入21世纪以来,发达国家都凭借本国的实力希望更大限量地分享深海海底资源这块蛋糕。于是,在《联合国海洋法公约》框架内,蓝色圈地运动正日趋激烈。 

  封锡盛说,正是通过几代水下机器人的探测,我国已在太平洋申请了15万平方公里的多金属结核矿区,在西南印度洋申请了1万平方公里的多金属硫化物矿区,为了解深海资源奠定了坚实基础。水下机器人技术发展为我国蓝色圈地运动发挥了重要作用。 

  未来目标: 

  马里亚纳海沟 

  十三五规划中已明确提出加强深海、深地、深空、深蓝等领域的战略高技术部署。以潜龙二号为新的起点,中国水下机器人开始游向下一站 

  印度洋归来,刘健团队已经开始谋划潜龙二号2.0版。这个团队除刘健外,都是80后,年龄最小的出生于1992年,他们将赋予水下机器人更多可能。 

  希望它更智能识别障碍,拥有在水下更强大的生存能力和执行能力,甚至实现自我保护及自我健康诊断。”80后王晓飞是载体结构负责人。团队中最年轻的一员,1992年出生的孙波则说自己的名字似乎注定了与海洋结缘,在他眼中,未来的水下机器人将更像一条人鱼——拥有人类智能的鱼。 

  潜龙二号的成功海试,巩固了中国科学家乘势而上的信心,但并没有模糊自己与世界顶尖水平的差距。 

  我国水下机器部分单机性能与国外相齐,但生态体系建设相差甚远。封锡盛说,国外的水下机器人已形成研究、设计、制造、应用、服务、科普、比赛、教育和人才培养的全体系,而我国目前还大多是科研机构主导研发,企业参与很少。 

  刘健表示,即使是单机,智能化水平和通讯能力仍有许多问题待解。如何让黄胖鱼像人一样有更多的智能,永远没有止境,甚至我们取得的一切,只是刚刚开始。 

  科学家们对水下机器人革命的预测是,水面和水下相混合,成为混合机器人。它可以是一体,也可以是模块化的组合,还可以和空中、地面机器人共同开展工作。封锡盛说。 

  十三五规划中已明确提出加强深海、深地、深空、深蓝等领域的战略高技术部署。潜龙二号为新的起点,中国水下机器人开始游向下一站。未来十年,中国的水下机器人一定能到达马里亚纳海沟。封锡盛说。(新华社沈阳56日电) 

  (原载于《海南日报》 2016-05-08 A03版) 

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