水下机器人 探寻海底的奥秘

探索深海奇境：水下机器人的奥秘与应用

对于许多普通大众来说，水下机器人似乎还是一个陌生的概念，它们早已成为人类探索深海大洋的得力助手。在“向阳红10”船上，中国科学院沈阳自动化研究所的刘健研究员为我们带来了一场关于水下机器人的精彩科普。

一、海底宝藏的勘探利器

海洋，占地球表面积的71%，蕴藏着矿物、能源、蛋白质、生物基因等多种资源。国际海底区域总面积达2.517亿平方公里，占地球表面积的近一半。这些资源的开发需要借助先进的科技手段，其中，水下机器人就是一把关键的钥匙。

刘健解释道，水下机器人是一种可以在水下协助或代替人完成某种任务的装置。它们可以分为载人水下机器人（HOV）和无人水下机器人。无人水下机器人又可细分为有缆水下机器人（ROV）和无缆水下机器人（AUV）。每一种机器人都有其独特的应用领域和优势。

二、迅猛发展：水下机器人的应用与贡献

从陆地向深海拓展的过程中，水下机器人的研制与应用得到了迅猛的发展。美国自1775年开始研制载人潜水器，至今已有200多年的历史。而随着科技的进步，无人潜水器逐渐成为了科研人员的关注焦点。

有缆潜水器（ROV）已经有半个世纪的历史，其应用范围广泛，包括军事、海洋石油、打捞救生、海底管线埋设和检查、资源调查和科学研究等。而无缆的自主式水下潜器（AUV）则因其活动范围大、体积小、重量轻、机动灵活等特点，逐渐在潜器家族中崭露头角。

三种类型的水下机器人在探索深海大洋中均立下了赫赫战功。例如，“阿尔文”号、“海沟”号和“蓝鳍金枪鱼”号等，它们各自在不同的领域发挥了重要作用。

三、中国的“龙家族”各显神通

我国的水下机器人研制始于上世纪七八十年代。目前，中国已经建立了以蛟龙号载人潜水器、“海龙”号无人有缆潜水器和“潜龙一号”无人无缆潜水器为代表的大洋勘探“龙家族”。

蛟龙号载人潜水器可下潜至7000多米深的海底，进行海底航行、照相、摄像、沉积物和矿物取样等多种作业。而“海龙”号ROV则主要用于大洋海底调查活动，包括热液矿物取样、生物基因和极端微生物的研究等。“潜龙一号”作为无人无缆水下机器人，具有更高的智能化程度，可按照预先设定的程序自主完成海底作业。

随着科技的进步，水下机器人在未来的应用领域必将更加广泛。它们将是人类探索深海大洋的重要工具，帮助我们揭示海洋深处的神秘面纱。在深海潜龙的家族中，“潜龙一号”和“潜龙二号”这两台水下机器人正以其独特的魅力与实力崭露头角。相较于“蛟龙”号和“海龙”号，它们能够自主导航、自主作业并具备自我保护能力，工作范围更为广泛。

“潜龙一号”是我国自主研发的首个6000米水下无人无缆潜器，它的外形类似一个长4.6米、直径0.8米、重达1500公斤的回转体。最大工作水深可达6000米，巡航速度达到2节，最大续航能力为24小时。配备有先进的探测设备，如浅地层剖面仪等，它可以完成海底微地形地貌的精细探测、底质判断、海底水文参数测量以及海底多金属结核丰度测定等任务。

回溯它的研发历程，“潜龙一号”在2011年11月启动研制，经历了湖上试验和海上试验的严格考验，累计下潜7次，最大下潜深度达到4159米。2013年10月，它成功执行了首次应用任务，这一里程碑事件标志着中国在深海资源勘察装备的实用化改造方面取得了重大进展。

而“潜龙二号”是一款4500米级的深海资源自主勘察系统，它继承了“潜龙一号”的优秀品质并进行了全新升级。采用非回转体立扁形设计，使它更加适应我国西南印度洋多金属硫化物合同区复杂的海底地形，上下行动更为自如。与此“潜龙二号”还能进行海底照相、微地形地貌测量以及热液异常探测。

据刘健介绍，“潜龙二号”是针对多金属硫化物探测的不同需求而研制的，它与“潜龙一号”各有所长，互为补充。而由于“潜龙一号”的回转体设计更适合平坦的海底地形，它主要以太平洋底多金属结核调查任务为主，同时兼顾其他多种深海资源的勘探和开发需求。由于其体积小、行动灵活，“潜龙一号”和“潜龙二号”这两个潜水器非常适合集群使用。此次，“向阳红10”船正是搭载了这两个潜水器，尝试一艘大船支撑两个潜水器的工作模式。未来，这一模式有望进一步发展，通过一艘母船支撑四五个潜水器，从而提高效率、节约资源，为海洋科学研究及资源开发提供宝贵的数据。