寻“新”记|为隧洞做“B超”,浙研机器人在水下大显身手

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01东海实验室研发的劲蛟号水下机器人在绍兴达郭水库成功应用,将原本需1个月的隧洞检测时间缩短至7天,实际探洞时间只需3小时。

02去年,团队研发的东海灵鳐03号在宁波白溪水库的引水隧洞中试验成功,航行了2.1公里,为水利部门后续工作提供依据。

03团队通过高清水下摄像机与多波束成像声纳为机器人加上“眼睛”和“耳朵”,解决水下可见度低、环境复杂导致的“迷路”问题。

04团队自发设计走线系统,让机器人更适应水下环境,提高了大约30%的续航和检测距离,成功完成总长3.1公里的水下隧道智能检测任务。

05东海实验室海洋机器人团队将继续研发更加智能化、高效稳定的水下机器人,推动相关产业化发展,用创新力量绘出新质生产力发展新蓝图。

以上内容由传播大模型和DeepSeek生成,仅供参考

穿梭自如的鱼群、斑驳交错的树枝,自带 “绿丝绒外衣”的石头……水下的世界往往神秘、引人好奇。想要为复杂的水下隧洞做个“体检”,需要多少时间?

近日,东海实验室海洋机器人团队研发的劲蛟号水下机器人在绍兴达郭水库“上岗”,这位“隧洞医生”能把检测到的环境数据现场回传给指挥中心。“以往需要1个月的检测时间,现在只用7天,如果除去前期调试和回收,实际探洞时间只需3小时。”东海实验室技术人员昝立儒介绍。

水下机器人,受访者供图

席卷而来的机器人热潮下,陆地上能跑能跳、拥有“72变”表情的机器人在互联网上频频“刷屏”,但想要机器人在水下也能如鱼儿一般自由穿梭,就需要水下机器人大显身手了。

水下机器人又叫无人遥控潜水器,用途十分广泛。测绘海底地形、收集水文数据、进行水下搜救,这些都是它的职责所在。不过,想要进行水下隧洞环境的检测与研判,就需要专门的“隧洞奇兵”,尤其是长距离、大转弯的复杂情况,对机器人的能源续航和自主操纵提出了更高要求。

这款水下机器人十分擅长水下信息变化探测,通过检测这些变化,机器人能够为工作人员提供相关检查。“机器人会探测设备,探查灾害导致的结构损伤、地形变化等。”昝立儒介绍。

设备调试,受访者供图

以往这些检测要靠人工来完成,风险高、效率低,“遇到长距离、单出口的情况下,人工也无法完成,只能将水全部抽干,费时费力。”

去年,团队研发的东海灵鳐03号在宁波白溪水库的一段引水隧洞中试验成功,在试验中,机器人航行了2.1公里,并发现了许多隧洞细节,为水利部门后续的检测和维修工作提供了可靠的依据。

不到一年的时间,团队研发的水下机器人在达郭水库完成了总长3.1公里的水下隧道智能检测任务。水域环境更加复杂,使得团队无法拿以往的经验直接“套公式”,在近一年的时间内,团队进行了大大小小不下十次的测试。

想要检测水下,机器人“找”不到路成为了团队的困扰。隧洞水下可见度低,并且环境复杂,昝立儒说:“相比于开阔的水域,水库隧洞内几乎没有自然光照,这对机器人的感知系统提出很大要求。”

最终,团队为机器人加上了“眼睛”和“耳朵”,让机器人在水下不再“迷路”。“我们利用高清水下摄像机与多波束成像声纳进行检测,摄像机自带照明系统,用于近距离检测,声纳具有穿透性,能够进行大范围的探测,可以实时。” 昝立儒解释道,声纳图如同一张B超成像,亮光处便是有障碍物出现的地方。

声纳成像,图中亮光处是鱼,受访者供图

更大的挑战在于,隧洞内并非一潭死水,而是常常有漩涡波动,隧洞内通路还十分多变。“在距离洞口七百多米的位置,有一个接近90度的大转弯,这对机器人的操作能力提出更高的要求。”

团队为此专门在研发中做出大量优化,从以前方方正正的盒子状改成流线型,减少水阻力。而且团队自发设计了一套走线系统,让机器人更适应水下环境,并对达郭水库情况进行针对性微调,“大大提高了搭载光纤收放的灵活性,相比之前的水下机器人提高了大约30%的续航和检测距离。”

水下机器人的研发离不开科研团队的支撑。“目前,团队共有11位技术人员,涉及水动力、软硬件研发、控制算法等多领域。” 昝立儒表示,接下来,团队还会继续围绕复杂的水下环境,研发更加智能化、高效稳定的机器人,并且推动相关产业化发展。

从0到2公里,再从2公里到3公里,机器人水下前行距离一点点增加。在这个过程中,每一个小小的进步都是通向未来的一大步。

作为东海之滨的重要海上门户,舟山丰富的海洋资源和独特的地理环境为东海实验室提供了天然的试验田。在加快建设创新浙江,因地制宜发展新质生产力的关键时期,东海实验室海洋机器人团队研发的水下机器人,是浙江省重点建设的十家省实验室发挥科技创新引擎的一个缩影。

在采访中,昝立儒对未来充满信心。他和团队成员拥有不同的专业方向,却朝着同样的目标努力:让水下机器人更加智能、高效。通过自主研发,他们带领着水下机器人不断进化,应对复杂水下环境带来的挑战,用创新力量绘出新质生产力发展新蓝图。

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