那些爷爷辈的水下机器人

海洋是生命的摇篮、资源的宝库、交通的要道，大海孕育着无穷无尽的水生资源和丰富宝藏，开发利用海洋资源成为各发达国家竞相发展的战略。海洋机器人就是其中一种重要的工具和装备。沈阳自动化所自上世纪70年代末期开始水下机器人的研究，经过几十年的努力，已使我国水下机器人技术跻身于世界前列。

本期“SIA机器人大讲堂”，将为大家讲述沈阳自动化所水下机器人研发的历史，和几款爷爷辈的水下机器人。

根据国内市场需求，1979年，以蒋新松院士为首的团队在国内最早提出了海洋机器人研究计划。1982年，中国科学院正式立项，开展“智能机械在海洋中的应用研究”。

蒋新松院士

海人一号（HR-01）水下机器人

水下机器人包括有缆水下机器人（ROV）和无缆水下机器人（AUV）两大类。“海人一号”便是一台有缆遥控水下机器人。

“海人一号”总功率20马力、最大作业水深200米，装有6功能带有触觉的主从伺服机械手，包括电动主手和液压从手，主、从手之间采用双向反馈形成力感，并以当时较为先进的多片微控制器构成了相当于机器人大脑和神经的控制和通信系统。

1985年12月，由蒋新松任总设计师的我国第一台水下机器人“海人一号”样机首航成功，1986年改进后的“海人一号”完成了海上试验。

“海人一号”是我国科研人员完全依靠自主技术和立足于国内的配套条件开展的研究工作，是我国水下机器人发展史上的一个重要里程碑，为国际合作奠定了技术基础，也为我国机器人研发和产业化起了促进作用。

RECON-IV-SIA水下机器人

1986年，沈阳自动化所与美国佩瑞公司签订了“RECON-IV”中型水下机器人技术引进合同，把引进消化吸收与攻关相结合，于1986年“海洋和水下机器人技术开发”列入国家“七五”科技攻关项目，沈阳自动化所为依托单位。

经过3年的时间，开发出了3套水下机器人，其国产化率已达90%，并与1990年首次销往国际市场。随后，又生产了2套“RECON-IV”产品服务于海上石油开发。

“探索者”号在南海试验现场

在1986年863计划实施之前，我国研制的都是有缆遥控水下机器人，工作深度仅为300米。在863计划精心组织下，沈阳自动化所于1994年成功研制了“探索者”号无缆水下机器人（AUV）。它的工作深度达到了1000米，并且甩掉了与母船之间联系的电缆，实现了从有缆向无缆的飞跃。

该项目是“863”计划智能机器人主题选定的目标产品型号，于1990年立项。由中国工程院院士封锡盛担任总设计师。

“探索者”号与它的总设计师封锡盛院士

1994年10月， “探索者”号在中国南海进行了5个航次的海上试验，并在西沙群岛附近成功下潜1000米水深，成为我国到达深海的先驱者。

CR-01

1992年，沈阳自动化所与俄罗斯海洋技术问题研究所、国内中船总702所、中科院声学所等单位合作，着手研制6000米级自主水下机器人——“CR-01”。

关于CR-01

最大工作水深：6000米

最大水下航速：2节

续航能力：10小时

回收海况：4级

拍照片量：3000张

在国家科委、国家外专局的支持下，“863”计划于1992年8月立项，其应用背景是中国大洋协会为探查和评价联合国批准分配给我国15万平方公里开辟区的多金属结核资源提供先进设备，为我国21世纪开发海洋资源提供有限的技术手段。

1995年，“CR-01”研制成功，并分别于1995年、1997年两次赴太平洋我国多金属结核开辟区开展调查工作，获得了大量的海底多金属结核录像、照片及声图资料，为开辟区资源勘查提供了重要的依据。它的成功，是中国成为了当时世界上少数几个拥有6000米级水下机器人的国家。

1997年，CR-01被评为中国十大科技进展之一，同年获得中科院科技进步特等奖和综合重大成果奖。

在“CR-01”研制成功的基础上，2000年由“863”计划立项，又以中方向俄方采购部件的方式研制了“CR-02”6000米AUV。主要解决的关键技术包括复杂地形下的导航与控制，研制全新的测深侧扫声呐获取三维图像等。

除此之外，根据海洋开发的不同要求，1998年开始，沈阳自动化所的科研人员对海底电缆铺设、远程自助、水面救助、水下作业、载人潜器等多个应用领域开展了研究工作，并分别研制了不同类型、不同用途的水下机器人。包括自走式海缆埋设机、“SR-01”水面救助机器人等，为沈阳自动化所今天庞大的水下机器人家族打下了坚实的基础。