匆匆又夏

怕热的孩子们

已经开始开启“避暑模式”

空调泳池、冷饮冰棍、蒜味西瓜

你有没有想过

如果机器人也能感受到四季

它们的夏天会是怎样？

2021年中国主场

机器人主题会不会有大变化？

今天小坑就来聊聊机器人中的“潜水员”

水下机器人

水下机器人是什么？

水下机器人是能在水中浮游、具有视觉和感知系统、通过操控或自主操作的方式使用机械手及其其他水下作业，代替人或辅助人去完成某些水下作业的自动化装置。

依据其控制方式可分为：有缆遥控水下机器人 (ROV)、和无缆自主式水下机器人 (AUV)。

ROV 作业时间长、数据传输快速可靠，便于回收，但是活动范围受限、电缆缠绕、过于依赖人的控制。而AUV活动范围大、潜水深度深、但是成本高、设计难度大。

水下机器人的焦点问题

水下机器人相对普通机器人来说，最难解决的问题就是续航能力。同时在控制和信息处理系统中，图像识别技术、知识库系统，以及信息处理能力和精密导航定位的随感能力等也有待提升。

目前大多数水下机器人运动控制方法的研究还都停留在仿真阶段。

问：水下机器人在哪些领域大显身手？(10分）

安全搜救

海上打捞、近海搜索

水下目标观察，废墟、坍塌矿井搜救

公安海关的走私物品检测、水下证据搜索等

如马航MH370搜救活动中，美国海军就曾派遣水下机器人利用电子传感器进行海底搜索。

虽然至今成谜...

管道检查

可用于检查

供水管、下水管、排污管、排涝管  

输油管、输气管、跨江管、跨海管

船舶河道海洋石油

船体检修、航道排障、港口作业

码头维护、钻井检修、海洋石油

能源产业

核电站检查、水电站、水利大坝检修等

2017年，日本东京电力公司正式向福岛核电站投放水下机器人“小太阳鱼”，用于调查废墟内的结构毁坏情况。由于地面辐射强烈，陆上机器人先后在进入废墟后失联，而借助“小太阳鱼”传输的影视资料，人们成功探测到福岛三号核反应堆内部。

科研教学

水下环境检测、水下生物观察

水下考古文物、水下沉船考察

渔业等

深水渔业养殖、人工渔礁调查

目前市场对水下机器人的需求分观察探测型和作业型两种。观察型需配备有水下电视和照相设备，针对特定目标进行定期观察和检查。作业型则针对不同的要求，配备声呐、海底绘图等设备和各种机械手，进行简单的水下作业。

问：这么多应用领域，哪个最重要？（10分）

海洋资源开发

占地球表面积71%的海洋是是一个富饶而远未得到开发的资源宝库。21 世纪正面临着人口膨胀、资源枯竭、生态恶化。要维持自身的生存、繁衍和发展，就必须充分利用海洋资源，这是无可回避的抉择。

未来战争

作为无人武器系统重要组成部分，水下机器人能够以水面舰船或潜艇为基地，在数十或数百里的水下空间完成环境探测、目标识别、情报收集，大大地扩展了海军作战空间。

尤其是自主航行的水下机器人，它们能够更安全地进入敌方控制的危险区域，能够以自主方式在战区停留较长的时间，是一种效果明显的兵力倍增器。

目前各国重点研究的应用包括：水雷对抗、反潜战、情报收集、监视侦察、目标探测和环境数据收集等。

不愿打，但也不怕打，必要时不得不打

看到这，请尝试归纳水下机器人的优缺点 (5分)

优点

可在高危险环境、污染环境以及零可见度的水域代替人工长时间作业。通过配备声呐系统、摄像机、照明灯和机械臂等装置，实现实时视频、声呐传图，机械臂抓取物体等。

缺点

水声传感器普遍存在精度较差、跳变频繁的缺点，因此水下机器人运动控制系统中，滤波技术显得极为重要。

水下机器人的发展趋势

1. 向远程发展

阻碍智能水下机器人向远程发展的技术障碍有三个：能源、远程导航和实时通信。

目前正在研究的各种可利用的能源系统包括一次电池、二次电池、燃料电池、热机及核能源。而开发利用太阳能的自主水下机器人是引人注目的新进展。

2. 向深海发展

6000米以上水深的海洋面积占海洋总面积的97％。因此许多国家把发展6000水深技术作为一个目标。

目前，美、日、俄等国都先后研制了6000米级的UUV。美国伍兹霍尔海洋研究所研制成一种深海探测潜器“ABE”，可在水深6000米的海底停留一年。日本于1993年研制成工作水深为11000米的深海无人潜器“海沟号”。

3. 向智能型发展

增加水下机器人行为的智能水平一直是各国科学家的努力目标，但是目前的人工智能技术不能满足水下机器人智能增长的需要。

因此需要将人的智力引入到水下机器人中来，这就是监控型水下机器人的思想。不完全依赖于机器的智能，更多地依赖传感器和人的智能，研发基于传感器的先进水下机器人

然鹅ROBOCON还没有过夏日主题

毕竟我们的比赛场地就那么大

如果真的要做水下机器人

那场景可能就是

~~你像只鱼儿在我的荷塘~~

毕竟咱们也不能让队员们跳进水里去重试

感冒了怎么办？

分分钟抓去核酸检测

热心的小坑带来了

一些水下机器人的比赛

有兴趣的坑友可以深入了解

（但是不许不爱小坑了）

01 全国水下机器人大赛

也称水下机器人目标抓取大赛 (URPC)

是由国家自然科学基金委支持创建的全国性高水平人工智能大赛，是国际上唯一真实近海环境下水下机器人竞技高端赛事。

冬季赛：全国水下机器人大赛

夏季赛：水下机器人目标抓取大赛

官网：http://www.cnurpc.org/index.html

02 国际水中机器人大赛

国际水中机器人大赛 (URC) 是由中国人发起的一项国际性机器人赛事，已连续举办了12届。

国际水下机器人竞赛 (MATE) 是ROV领域规模最大、最具影响力和权威性的国际赛事，已成功举办十九届。

MATE 每年在世界各地举办选拔赛，在区域选拔赛中获胜的团队可以参加当年在美国本土举行的决赛。

为方便中国大陆高校参加，国际水中机器人联盟获得MATE组委会授权，原计划于2020年4月承办 EXPLORER级别中国大陆区域选拔赛。

官网：http://www.ilur.org/