2月7日,，“潛龍二號”安全回收至“大洋一號”船上,，圓滿完成大洋58科考首次下潛任務(wù),。此次下潛,，“潛龍二號”在海底附近工作了43個(gè)多小時(shí)，航程約113公里,，最大下潛深度米,。獲得了多金屬硫化物區(qū)域高精度地形,、水體探測,、磁力等數(shù)據(jù),，完成了自主深海水提取，將為我國多金屬硫化物區(qū)域勘探和深?？茖W(xué)研究提供技術(shù)支撐,。
擅長大規(guī)模檢測
深海蘊(yùn)藏著豐富的資源。它是人類未來發(fā)展的藍(lán)色空間,，是國家和民族長遠(yuǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略新疆域,。過去，由于技術(shù)裝備和手段的限制,，我國深?？萍汲晒a(chǎn)出周期長、數(shù)量少,，較難取得突破性進(jìn)展,。
我國對水下機(jī)器人的研究始于20世紀(jì)70年代末。中科院沉陽自動化研究所牽頭開展“智能機(jī)器在海洋應(yīng)用”可行性研究,。我國第一艘水下機(jī)器人“海人一號”于年在南海試驗(yàn)成功,，從而拉開了我國水下機(jī)器人發(fā)展的序幕。
目前,，水下機(jī)器人主要分為三類：載人潛水器,、無人潛水器和無人潛水器。眾所周知的蛟龍?zhí)柺禽d人潛水器,，“海龍”號是帶電纜的無人深海潛水器,。兩種潛水器都擅長本地作業(yè)和定點(diǎn)精確探測。與“蛟龍”,、“海龍”相比,，“潛龍”擅長大規(guī)模精確探測，是無人,、無纜自主潛水器,。“三龍”系列潛水器優(yōu)勢互補(bǔ),，已成為我國深?？碧窖b備的主力軍。
“乾隆兄弟”不斷壯大
長3.5米,，高1.5米,，重1.5噸。它看起來像一條橙色的小丑魚,。這就是“乾隆三號”給人的直觀印象,。這種“小丑魚”主要用于深海復(fù)雜地形條件下的資源環(huán)境勘探,。具有海底微地形測繪、溫度鹽深探測,、甲烷探測等功能,。它可以進(jìn)行濁度檢測、氧化還原電位檢測,、海底檢測,。拍照、磁力探傷等檢測作業(yè),。
據(jù)介紹,，“小丑魚”的嘴、眼睛,、鰭,、腹部、尾巴等都具有特殊功能,。四個(gè)“鰭”是四個(gè)可旋轉(zhuǎn)的舵推進(jìn)器,，“掌管”前進(jìn)、后退,、上浮,、下沉；“尾部”裝有磁性探測器,；“嘴”是一個(gè)前視聲納,，可以收集潛水器收集的聲學(xué)數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換成圖像來識別障礙物和周圍環(huán)境,。
在外人眼中,，“潛龍2”和“潛龍3”是一對“雙胞胎”，外觀和重量都非常相似,?！皾擙埗枴奔闪藷嵋寒惓Ｌ綔y、微地形地貌探測,、海底攝影,、磁力探測等技術(shù)。其作業(yè)深度,、續(xù)航力,、作業(yè)精度在同類設(shè)備中處于國際先進(jìn)水平。它為我國海底多金屬硫化物調(diào)查勘探提供了高效,、精密,、綜合的先進(jìn)手段。
“潛龍一號”呈橙紅色圓柱體,，長4.6米,，直徑0.8米,，重公斤，最大作業(yè)水深米,，巡航速度2節(jié),，最大續(xù)航力24小時(shí)。配備淺層地層剖面儀等探測設(shè)備,，可完成海底微地形精細(xì)探測、海底水文參數(shù)測量,、海底多金屬結(jié)核豐度測定等任務(wù),。相比兩個(gè)“兄弟”在海底翻山越嶺的“功夫”，“潛龍一號”更適合在地形相對平坦的深海作業(yè),。
增加了許多“新技能”
據(jù)悉,，本次下潛作業(yè)是“潛龍二號”繼第40次、第43次,、第49次遠(yuǎn)洋航行后,，第四次挺進(jìn)西南印度洋。這也是“潛龍二號”首次完成技術(shù)升級,。航程申請,。近年來，“潛龍二號”采取邊應(yīng)用邊升級的方式,，逐步完善新功能,，增加多項(xiàng)“新能力”。
“米自主潛水器技術(shù)升級及科學(xué)應(yīng)用”項(xiàng)目是“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”重點(diǎn)項(xiàng)目,。該項(xiàng)目由中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會辦公室牽頭,，中國科學(xué)院沉陽自動化研究所為總體技術(shù)負(fù)責(zé)單位，部第二海洋研究所聯(lián)合研發(fā),。自然資源與國家深?；毓芾碇行摹?/p>
開發(fā)團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)研究典型熱液區(qū)羽流擴(kuò)散機(jī)制與物質(zhì)通量估算,、基于近底磁分布特征的典型熱液區(qū)深層結(jié)構(gòu),、中、高級硫化物資源潛力等前沿科學(xué)問題,。大規(guī)模評估領(lǐng)域,。蛟龍二號在熱液異常綜合識別、AUV自主集水,、探測傳感器模塊化安裝,、續(xù)航能力、超短基線定位導(dǎo)航模式,、自動探測技術(shù),、無船執(zhí)勤作業(yè)等方面進(jìn)行了升級,，有效提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性運(yùn)營能力。和效率,。
今天,，“潛龍二號”順利完成第58次大洋科考航次首潛，為后續(xù)實(shí)施多區(qū)域,、大范圍探測任務(wù)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),。維護(hù)完畢后，它將迎接下一次探索潛水的挑戰(zhàn),。
來源：自然資源部網(wǎng)站
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近日，米級“潛龍三號”潛水器將首次亮相,。這是我國最先進(jìn)的自主無人潛水器,。其主要應(yīng)用方向是深海復(fù)雜地形條件下的資源與環(huán)境勘探。它將成為我國海底多金屬硫化物資源調(diào)查的一把“利器”,。
基于《乾隆二號》優(yōu)化升級
為了應(yīng)對復(fù)雜的水下地形,，“潛龍三號”還采用前視聲吶作為避碰傳感器。這種成像聲納也被認(rèn)為是潛水器的“眼睛”,。收集數(shù)據(jù)后,，控制“潛龍三號”的計(jì)算機(jī)利用圖像處理識別障礙物和周圍環(huán)境，并結(jié)合避碰策略發(fā)出緊急轉(zhuǎn)向,、緊急加深或加高,、跟蹤指令。
四個(gè)可旋轉(zhuǎn)的舵推進(jìn)器相當(dāng)于潛水器的“鰭”,。在他們的幫助下,，潛水器可以靈活地前進(jìn)、后退,、旋轉(zhuǎn),、在海底“翻山越嶺”。
雖然他們是“孿生兄弟”,，但劉健表示,，“潛龍3”是在“潛龍2”的技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化升級的。最重要的變化是最大電池壽命增加并且噪音降低,。
長3.5米,，高1.5米，重1.5噸,。它的身體扁平,，有四個(gè)“鰭”——。從外觀上看，“乾隆三號”延續(xù)了“乾隆二號”的“胖魚”基因,。
這些“雙胞胎兄弟”的總設(shè)計(jì)師正是同一人——劉健,，中國科學(xué)院沉陽自動化研究所研究員。劉健表示,，這種不旋轉(zhuǎn)的垂直扁平魚形設(shè)計(jì)有利于減少垂直阻力,，使?jié)撍鞲菀自趶?fù)雜的海底地形中垂直爬升，同時(shí)還可以增強(qiáng)水面航行能力,。
正在執(zhí)行中國大洋49航次業(yè)務(wù)調(diào)查任務(wù)的“向陽紅10”號，攜帶了海上勘探利器——潛龍二號,，是我公司自主研發(fā)的米深海資源自主勘探系統(tǒng)國家,。這也是目前國內(nèi)最先進(jìn)的自主水下機(jī)器人。
乾隆2到底長啥樣,？它有什么特別之處,？未來將如何應(yīng)用,？
與潛龍1相比,，潛龍2更像是一輛越野車，能夠更好地在復(fù)雜地形中作業(yè),。
每個(gè)看過乾隆2的人都對它印象深刻,。
與很多潛水器不同的是，潛龍二號外形像一條魚：長3.5米,，高1.5米,，重1.5噸，身體直立扁平,，呈亮黃色,，有4個(gè)“鰭”——，科學(xué)家親切地稱它為“黃胖魚”,。
乾隆2號獨(dú)特的外觀在國內(nèi)是絕無僅有的,。“這是全球首次采用非旋轉(zhuǎn)垂直扁魚形設(shè)計(jì),，有利于減少垂直阻力,，便于其在復(fù)雜海底地形中垂直爬升，同時(shí)也增強(qiáng)了水面航行能力,?！睗擙埗柨傇O(shè)計(jì)師、中國科學(xué)院沉陽自動化研究所研究員劉健表示：“我們設(shè)計(jì)的初衷并不是模仿魚的形狀,，而是根據(jù)水動力結(jié)果進(jìn)行外形設(shè)計(jì),。”優(yōu)化計(jì)算,，沒想到最后變成了類似魚的形狀,?！?/p>
科研人員為潛龍二號傾注了大量心血，希望它能夠承擔(dān)起深海探測的重任,。
潛龍二號是我國科研人員在國家863計(jì)劃的支持下,，歷時(shí)5年艱苦研發(fā)設(shè)計(jì)的。作為集熱液異常探測,、微地形探測,、海底攝影、磁探測等技術(shù)于一體的實(shí)用型深?？碧较到y(tǒng),，主要用于多金屬硫化物等深海礦產(chǎn)資源勘探作業(yè)。
浩瀚的海洋里蘊(yùn)藏著豐富的資源,。根據(jù)國際海底管理局相關(guān)規(guī)定,，哪個(gè)國家率先探測到海底資源并提供相應(yīng)數(shù)據(jù)和信息，將獲得優(yōu)先采礦權(quán),。僅靠人類的潛水技術(shù)無法到達(dá)深海的大部分區(qū)域,，所以水下機(jī)器人就有了發(fā)揮的空間。
水下機(jī)器人一般分為三類：載人水下航行器,、遙控水下航行器和自主水下航行器,。其中，著名的蛟龍?zhí)柺禽d人潛水器,，海龍?zhí)柺菬o人遙控潛水器,。兩者都擅長局部運(yùn)算和定點(diǎn)精確檢測，但不擅長大規(guī)模精確檢測,。乾隆則不同,。它是一種無人、無纜的自主潛水器,，可以自由移動,，進(jìn)行大面積精確探測，并能獨(dú)立導(dǎo)航,、操作和保護(hù),。
我國首臺實(shí)用型米水下機(jī)器人潛龍一號誕生于“十二五”期間，應(yīng)用于海底相對平坦的多金屬結(jié)核區(qū)域,。
我們已經(jīng)有了乾隆一號,，那“黃肥魚”還需要做什么呢？
“洋中脊多金屬硫化物區(qū)海底地形極其復(fù)雜,，起伏超過米,，探測難度很大。”大洋49航次第二航段首席科學(xué)家,、國家海洋局第二海洋研究所研究員陶春輝表示,，“有些任務(wù)是潛龍一號無法勝任的，升級版的潛龍二號正在研制”,。需要,。
與潛龍一號相比，潛龍二號更像是一輛越野車,，能夠更好地在復(fù)雜地形中作業(yè)：除了探測多金屬硫化物外,，還可以探測多金屬結(jié)殼資源，并同時(shí),、同地點(diǎn)獲取信息,。聲學(xué)微地形、溫度和鹽深度,、濁度,、甲烷、氧化還原電位,、磁性等各種數(shù)據(jù)用于圈定礦化區(qū)域,。
“黃胖魚”結(jié)構(gòu)精巧，“智商”高,，探測性能創(chuàng)下我國深海自主水下機(jī)器人之最,。
“黃肥魚”的功效如何,？
潛水前,，科研人員會將參數(shù)和任務(wù)配置植入“黃胖魚”的“大腦”中，然后用吊車將其吊入水中,；然后吊車與潛水器的連接就會被釋放,，“黃胖魚”就可以潛入指定區(qū)域了。
“它配備了沉式壓載鐵和浮式壓載鐵,，下水后依靠自身重力下潛,，下潛到預(yù)定深度后，自動扔掉沉式壓載鐵,，然后開始作業(yè)“完成操作后,，它會自動拋掉漂浮的壓載鐵，實(shí)現(xiàn)自動漂浮,，工作人員通過遙控掛鉤或拋繩將其回收到母船上,。”劉健說,。
抵達(dá)作業(yè)區(qū)的“黃胖魚”非常忙碌,。在它的“大腦”的控制下，它的“眼睛”極其銳利，背著“攝像頭”可以靈活穿梭,，它的“尾巴”也在同時(shí)工作,。
“眼睛”指的是潛龍二號的聲吶。其中,，前視聲吶是避碰控制裝置,，可以將潛水器采集的聲學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖像，識別障礙物和周圍環(huán)境,，然后自動旋轉(zhuǎn)避讓,，保證飛行器安全和正常執(zhí)行任務(wù)。據(jù)介紹,，這項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)也是首次使用,。兩側(cè)的測深側(cè)掃聲納將持續(xù)采集地形地貌數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)信號處理,，并沿著規(guī)劃的路線在海底來回掃描,。
在電池支持下，潛龍2最長可工作30小時(shí)以上,?！包S胖魚”的四個(gè)“鰭”實(shí)際上是四個(gè)可旋轉(zhuǎn)的舵推進(jìn)器。通過控制螺旋槳和舵運(yùn)動,，潛龍二號可以靈活地前進(jìn),、后退、旋轉(zhuǎn),，在海底“翻山越嶺”,。
“相機(jī)”是海底相機(jī)，可以在看不見的海底每7秒拍一張照片,，最終形成一張完整清晰的海底照片,，供科學(xué)家分析研究。
“尾巴”是安裝在潛龍二號尾部的磁力探測器,?！耙恍┒嘟饘倭蚧飬^(qū)域不再活躍，用傳統(tǒng)的羽流探測系統(tǒng)很難探測到,。但國內(nèi)首次采用的自主研發(fā)的磁力儀可以檢測其磁異常,。”陶春暉說,。
在本次實(shí)驗(yàn)應(yīng)用中,，潛龍二號的探測面積超過了我國以往任何一款深海自主水下機(jī)器人，其連續(xù)四次遠(yuǎn)距離成功探測的結(jié)果也創(chuàng)下了我國深海自主水下機(jī)器人的紀(jì)錄,。機(jī)器人,。
“黃胖魚”號“弟弟”潛龍三號預(yù)計(jì)今年3月進(jìn)行首次海試
在劉健眼里,，“黃胖魚”就像他的孩子一樣。作為父母,，最關(guān)心的永遠(yuǎn)是孩子的安全,。每次潛龍二號下水，劉健都會“萬里操心母”,。
劉健希望這個(gè)孩子能夠快點(diǎn)長大,。“潛龍二號是我國最先進(jìn)的深海自主水下機(jī)器人,，達(dá)到了國際先進(jìn)水平,。但其技術(shù)水平和性能還有待進(jìn)一步提高?！眲⒔「嬖V記者,，當(dāng)潛龍二號成功從地面升起回收后，科學(xué)家們將下載其探測的各種數(shù)據(jù),?！拔磥恚覀儗⒗眉夹g(shù)創(chuàng)新,，縮短數(shù)據(jù)返回和下載的時(shí)間,，更及時(shí)地處理數(shù)據(jù)?！?/p>
“潛龍二號是機(jī)器人的一種,，隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來在充分論證的基礎(chǔ)上,，或許可以將一些最新的智能技術(shù)應(yīng)用到潛水器的升級中,。”大陽礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會辦公室副主任李波表示,。
除了潛水器本體和檢測技術(shù)的改進(jìn)外,，專家認(rèn)為還必須改進(jìn)管理和應(yīng)用,。
據(jù)了解,，“黃胖魚”號的“弟弟”潛龍三號預(yù)計(jì)將于今年3月進(jìn)行首次海試?！八菨擙埗柕膶\生兄弟,，是一款在其基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化升級的同類潛水器?！崩畈ū硎?，海洋廣闊，深海探索需求日益增長,?！扒 奔易宓闹饕繕?biāo)是探索深海,。開展大規(guī)模、精準(zhǔn)資源勘探,，更好服務(wù)海洋資源勘探和深?？茖W(xué)考察。因此,，未來潛龍系列潛水器的數(shù)量還將不斷增加,，并進(jìn)行集群作業(yè)、協(xié)同作業(yè),。
此外,，一艘服務(wù)于深海探測的新型科考母船預(yù)計(jì)將于年底下水，屆時(shí)將同時(shí)搭載“蛟龍”號,、“海龍”號和“潛龍”號,，以及“蛟龍”號、“海龍”號和“潛龍”號,。三龍”將有機(jī)會一起探索大海,。
有很多優(yōu)點(diǎn)。
