中国深海机器人研究进展与发展建议

doi:10.3981/j.issn.2097-0781.2022.02.004

前瞻科技 ›› 2022, Vol. 1 ›› Issue (2): 49-59.DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2022.02.004

中国深海机器人研究进展与发展建议

李硕¹^,²^,³(), 赵宏宇¹, 封锡盛¹^,²

1.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,沈阳 110016
2.中国科学院大学,北京 100049
3.辽宁省水下机器人重点实验室,沈阳 110169

收稿日期:2022-05-14 修回日期:2022-05-20 出版日期:2022-06-20 发布日期:2022-08-18
通讯作者: 李硕
作者简介:李硕,研究员,博士研究生导师。现任中国科学院沈阳自动化研究所副所长,机器人学国家重点实验室副主任。主要研究领域为水下机器人技术与应用、模式识别与智能系统等。主持科技部和中国科学院等多项重大项目。电子信箱： shuoli@sia.cn。
基金资助:
中国科学院海洋大科学研究中心重点部署项目(COMS2019Z02)

Research Progress and Development Suggestions on Deep-sea Unmanned Underwater Vehicles in China

LI Shuo¹^,²^,³(), ZHAO Hongyu¹, FENG Xisheng¹^,²

1. State Key Laboratory of Robotics, Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3. Key Laboratory of Marine Robotics of Liaoning Province, Shenyang 110169, China

Received:2022-05-14 Revised:2022-05-20 Online:2022-06-20 Published:2022-08-18
Contact: LI Shuo

摘要/Abstract

摘要：

水下机器人是人类探索海洋、认识海洋和开发海洋的重要技术装备,其研发能力在一定程度上标志着国家深海资源调查、海洋科学研究的技术水平。文章简要介绍了国外深海机器人发展现状,重点介绍了中国深海4500米级、6000米级和11000米级（全海深）水下机器人的研究进展,阐述了中国深海机器人在深海矿产资源勘查和深海科学研究中发挥的重要作用以及构建的全海深探测与作业技术装备体系。在分析中国深海机器人面临挑战的基础上,提出未来发展的建议。

关键词: 水下机器人, 深海资源调查, 海洋科学研究, 深海技术装备

Abstract:

Unmanned underwater vehicles (UUVs) are important technical equipment for human beings to explore and exploit the ocean, and the R&D capability of UUVs marks the technical level of national deep-sea resource investigation and marine scientific research. This paper briefly introduces the development status of deep-sea UUVs abroad and focuses on the research progress of China’s deep-sea UUVs with the depth ratings of 4500 m, 6000 m, and 11000 m (full ocean depth). Moreover, this paper expounds on the important role of China’s deep-sea UUVs in deep-sea mineral resource investigation and deep-sea scientific research, as well as the constructed technical equipment system for exploration and operation at full ocean depth. Upon the analysis of the challenges faced by China’s deep-sea UUVs, some suggestions for future development are put forward.

Key words: UUV, deep-sea resource investigation, marine scientific research, deep-sea technical equipment

李硕, 赵宏宇, 封锡盛. 中国深海机器人研究进展与发展建议[J]. 前瞻科技, 2022, 1(2): 49-59.

LI Shuo, ZHAO Hongyu, FENG Xisheng. Research Progress and Development Suggestions on Deep-sea Unmanned Underwater Vehicles in China[J]. Science and Technology Foresight, 2022, 1(2): 49-59.

图/表 18

图1 “潜龙二号”自主水下机器人

图2 “潜龙二号”拍摄的热液区海底图像

图3 “潜龙三号”自主水下机器人

图4 “潜龙三号”拍摄的深海海底生物

图5 “探索4500”北极高纬度海冰覆盖区布放（来源：自然资源部第二海洋研究所）

图6 “海马”号遥控水下机器人（来源：http://scitech.people.com.cn/n1/2016/0531/c1007-28395309.html）

图7 “海马”号ROV拍摄的“海马冷泉”照片（来源：http://scitech.people.com.cn/n1/2016/0531/c1007-28395309.html）

图8 “翼龙4500”水下滑翔机

图9 “潜龙一号”和“潜龙四号”联合完成太平洋科考航次任务

图10 “海星6000”海上布放

图11 “海星6000”海底探测与作业

图12 “问海1号”海上准备布放场景（来源：中国地质调查局青岛海洋地质研究所）

图13 “海斗”号海上布放

图14 “海斗一号”海上布放

图15 “海斗一号”搭载电动机械手采集沉积物样品

图16 “思源”号自主遥控水下机器人（来源：https：//naoce.sjtu.edu.cn/xy_news/10844.html）

图17 “悟空”号自主水下机器人（来源：哈尔滨工程大学微信公众号）

图18 “海燕-X”水下滑翔机（来源：https://wap.peopleapp.com/article/5747704/5669494）

参考文献 11

[1]	李硕, 刘健, 徐会希, 等. 我国深海自主水下机器人的研究现状[J]. 中国科学: 信息科学, 2018, 48(9): 1152-1164.
[2]	俞建成, 刘世杰, 金文明, 等. 深海滑翔机技术与应用现状[J]. 工程研究, 2016, 8(2): 208-216.
[3]	封锡盛, 李一平, 徐会希, 等. 深海自主水下机器人发展及其在资源调查中的应用[J]. 中国有色金属学报, 2021, 31(10): 2746-2756.
[4]	连琏, 魏照宇, 陶军, 等. 无人遥控潜水器发展现状与展望[J]. 海洋工程装备与技术, 2018, 5(4): 223-231.
[5]	李一平. 自主/遥控水下机器人研究与应用[J]. 现代物理知识, 2021, 33(1): 19-23.
[6]	沈新蕊, 王延辉, 杨绍琼, 等. 水下滑翔机技术发展现状与展望[J]. 水下无人系统学报, 2018, 26(2): 89-106.
[7]	林晓平. 海洋强国战略驱动下我国海洋科技创新发展中的政策效应[J]. 现代商贸工业, 2021, 42(9): 18-19.
[8]	陶军, 陈宗恒. “海马”号无人遥控潜水器的研制与应用[J]. 工程研究——跨学科视野中的工程, 2016, 8(2): 185-191.
[9]	中国科学院海斗深渊前沿科技问题研究与攻关战略性先导科技专项研究团队. 开启深渊之门——海斗深渊前沿科技问题研究与攻关先导科技专项进展[J]. 中国科学院院刊, 2016, 31(9): 1105-1111.
[10]	我国自主研发“海斗一”号全海深潜水器成功进行万米海试[J]. 船舶工程, 2020, 42(6): 108.
[11]	10896 m！“悟空号”再创潜深纪录[J]. 机电设备, 2021, 38(6): 123.

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