“地球表面70%是海洋，但海洋環(huán)境非常惡劣，人類的認(rèn)知手段極其有限。例如，‘向海洋索取資源’，事實(shí)上，我們的能源開發(fā)主要在300米以上的深度。如果我們想潛水，手段嚴(yán)重不足。”中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所所長于海濱在9月3日舉行的人工智能與水下機(jī)器人高峰論壇上表示，水下機(jī)器人是探索海洋的重要設(shè)備。它在海洋觀測(cè)、勘探和水下極端環(huán)境作業(yè)方面具有巨大潛力。尤其是深海打撈、海溝科學(xué)研究和樣品取樣。于海濱介紹，自20世紀(jì)60年代以來，載人潛水器、有線遙控水下機(jī)器人和自主水下機(jī)器人的研究相繼展開。目前，它已進(jìn)入智能水下機(jī)器人時(shí)代

建造機(jī)器人，在空中飛行，在地面上奔跑并不容易，在水中游泳更難與陸地和空域相比，海底環(huán)境要復(fù)雜得多，對(duì)機(jī)器人導(dǎo)航、避障、，識(shí)別、探測(cè)、跟蹤、編隊(duì)作戰(zhàn)等能力更高?！懊看巫鰧?shí)驗(yàn)，我都睡不著覺。水下機(jī)器人實(shí)驗(yàn)經(jīng)常持續(xù)幾十個(gè)小時(shí)。我害怕在船上等待。我不知道機(jī)器是否安全，它是否能回來。”于海斌的心情反映了水下機(jī)器人智能控制的難度。根據(jù)北京大學(xué)航空航天機(jī)器人研究所名譽(yù)主任王天苗，水下機(jī)器人的傳統(tǒng)導(dǎo)航方法有航位推算、慣性導(dǎo)航和多普勒聲納導(dǎo)航。然而，這些方法在長距離導(dǎo)航后會(huì)有很大的累積誤差。目前，大多數(shù)水下機(jī)器人采用的組合導(dǎo)航有效地提高了導(dǎo)航精度，但誤差依然存在?！皺C(jī)器丟失”的情況時(shí)有發(fā)生。如何找到新的導(dǎo)航模式是研究的重點(diǎn)。當(dāng)機(jī)器人進(jìn)入水中時(shí)，它需要與其他設(shè)備進(jìn)行通信。水聲通信是水下通信的主要手段。世界各國正在開發(fā)的水下激光通信離應(yīng)用還有很長的路要走。

中國工程院院士高文表示，他希望智能系統(tǒng)具有更快的處理速度、更高的精度、更明確的結(jié)論和更有效的能耗。能量消耗直接關(guān)系到水下機(jī)器人的耐力?！叭藗兠刻斓哪茉聪南喈?dāng)于20瓦的燈泡。吃一點(diǎn)就可以聽、讀、寫運(yùn)動(dòng)。一個(gè)類似人類的識(shí)別系統(tǒng)需要數(shù)萬倍的能源消耗，這相當(dāng)于一臺(tái)設(shè)計(jì)原始而廣泛的超級(jí)計(jì)算機(jī)?！?/span>

此外，目前大多數(shù)水下機(jī)器人攜帶重型液壓剛性機(jī)械手和夾持器，在水下生物采樣、考古探測(cè)、貴重物品打撈等方面存在很大缺陷。在現(xiàn)場(chǎng)，王天淼展示了模仿章魚觸須的軟件操縱器。“智能材料和仿生結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是機(jī)器人安全、靈巧、適應(yīng)環(huán)境和物體的突破點(diǎn)。”王天淼說。它受自然界水下生物的啟發(fā)，幫助研究人員探索水下自主操作機(jī)器人的新結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)基于觸覺和力反饋的機(jī)械手精細(xì)操作和靈活抓取

仿生魚，現(xiàn)場(chǎng)展示的海豚和章魚觸須與一般印象中的機(jī)器人不同，但中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所研究員譚敏強(qiáng)調(diào)，“雖然它仍然非常初級(jí)，但它不是在玩”。據(jù)他介紹，他們以虎鯨為仿生對(duì)象，開發(fā)了用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)的仿生海豚機(jī)器人，可以攜帶不同的水質(zhì)傳感器來實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)任務(wù)，并找到了水下機(jī)器人的基本民用應(yīng)用?！拔覀?cè)谇嗪Ｂ沲幯芯恐行暮陀駱湔翗渌畮斐晒Φ卦诰€采集了水庫的pH值、電導(dǎo)率、溫度和深度等重要水質(zhì)參數(shù)。基于仿生機(jī)器人海豚的動(dòng)態(tài)水質(zhì)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)的成功實(shí)施不僅為三江源保護(hù)提供了新的技術(shù)手段，也為動(dòng)態(tài)獨(dú)立的水質(zhì)監(jiān)測(cè)提供了新的技術(shù)手段?！白T敏說，未來在海洋石油平臺(tái)腐蝕程度檢測(cè)和大壩水下污染監(jiān)測(cè)方面可能會(huì)有類似的應(yīng)用。