北京时间8月6日，哈工程E唯代表队力压世界众名校，于美国举办的2018国际水下机器人大赛决赛中夺冠的消息，相当振奋人心。本次夺冠，打破了之前美国高校二十多年的垄断，创造了我国参赛历史最好成绩。

  当看到五星红旗在美国圣迭戈飘扬的时候，ROBOSEA不禁为哈工程E唯代表队点赞。

  现如今，天上飞的无人机、地上跑的机器人，我们早就屡见不鲜。而水下机器人，却不多见。

  这是因为水下机器人从技术本身就有难点，和陆地机器人相比，因为水的介质因素，海底的机器人不能急转弯、急停，惯性很大。通讯方面，陆地有成熟的GPS技术或激光雷达技术，然而在水下，这些都不适用。

  以ROBOSEA公司自主研发的自主仿生机器鱼RoboLab-Edu为例进行分析。

  RoboLab-Edu

  自主仿生机器鱼平台是一款水中仿生机器人，该机器人采用仿生技术，以热带盒子鱼为原型加以创造。它具有续航能力强、噪音低、对环境影响程度小等优点，适合在复杂水域中运行。

  流体阻力问题

  水下机器人在动态水域中，因自身外形的不同导致所受的流体阻力不同，改变机器人外形结构，研究机器人的外形与所受流体阻力的关系，探究出最优的流体外形。

  RoboLab-Edu的外形设计秉承了仿生理念，模仿热带盒子鱼的外形特征进行创新。RoboLab-Edu采用单关节尾翼驱动方式，将动力推进对周围环境造成的干扰降到最低，推进效率高达 80%，保证续航时间。

  水声通信技术问题

  目前水下机器人的通信方式主要有光纤通信、水声通信。

  光纤通信由光端机（水面）﹑水下光端机﹑光缆组成。其优点是传输数据率高（100Mbit/s）且具有很好的抗干扰能力。缺点是限制了水下机器人的工作距离和可操纵性，一般用于带缆的水下机器人。

  水声通信是水下机器人实现中远距离通信唯一的、也是比较理想的通信方式。实现水声通信最主要的障碍是随机多途干扰，要满足较大范围和高数据率传输要求，需解决多项技术难题。

  不同于常规的有缆操控方式，RoboLab-Edu采用了水声通信的操控方式，增加了机器鱼的便捷性和灵敏性。

  控制模式问题

  RoboLab-Edu有两种控制模式，即自主模式和遥控模式。

  自主模式：当摄像头识别到水下物体时，可根据算法策略，进行躲避或者拍照，自主完成水下障碍物规避与目标物体搜索。

  遥控模式：采用水下声波通信技术，控制自主仿生机器鱼平台前进、转向、上浮、下潜等功能。

  此外，自主仿生机器鱼平台搭载具有防抖功能的摄像头，可在水下稳定地拍摄物体。摄像头下方配备红外避障传感器，结合两侧的红外避障传感器，自主仿生机器鱼平台可有效躲避水下障碍物。

  竞技比赛

  RobLab-Edu是国际水中机器人大赛（中国主办）官方指定参赛设备。参赛项目包括：

  港口侦查

  目标识别

  污染源寻迹

  发明创新

  RobLab-Edu预留了防水航插接口，可搭载温度、含氧量、PH 值、硝氮等水质传感器，让学生进行二次开发，探索水下世界。

  实际应用

  RoboLab-Edu 具有操作性强、代码开源等优势，适用于高校科研、中小学机器人教育等用途。可完成运动控制理论验证，包括机械机构设计、电子电路、算法优化以及多机器人编队等任RoboLab-Edu 单关节仿生机器鱼根据应用场景和使用需求，除高精度GPS、九轴姿态传感器以及水声通信等标准模块外，还可以搭载多种水质传感器，进一步丰富产品功能，将其升级为小型水下科研平台。