渤海大学学子创新研发水下探测机器人 助力海洋探索

近日，渤海大学航运学院的一支学生团队在水下探测机器人领域取得重要进展,他们创新研发的“仿生子母水下探测机器人”项目，引发了广泛关注。该项目聚焦海洋探测需求，旨在突破现有技术局限，为海洋资源勘探、环境监测等领域提供创新解决方案。

项目团队成员主要包括23级轮机工程曹恒、23级轮机工程彭连峥、23级船舶与海洋工程胡宇翔。其中，曹恒负责项目整体规划、建模设计和专利申请;胡宇翔专注于机械结构设计、原型机制作与测试;彭连峥承担品牌策划、市场调研、客户开发和项目推广工作；其中更有汉语言文学专业背景团队成员，为项目的文字工作、沟通协调等方面提供支持。在指导教师李岩的指导下,团队成员发挥各自专业优势，紧密协作，推动项目不断前进。

随着海洋经济的蓬勃发展,水下探测机器人市场需求持续增长。据市场调研数据显示,我国水下机器人市场规模从2015年的12.52亿元增长至2023年的140亿元,全球市场也呈稳定上升趋势。然而，当前水下探测机器人在机动性、传感器精度、多传感器融合等方面仍存在诸多技术痛点,如受水阻影响机动性差、水下环境干扰传感器性能等。同时,在探测范围精度、环境适应性、导航定位及通信能力等方面也面临挑战,这些问题限制了水下探测工作的高效开展。

针对上述难题，该项目团队进行了一系列创新。在结构设计上，仿生子母水下探测机器人由母型和子型及附属机器人构成。母型机器人作为信号中枢站，配备太阳能电池板,采用碳素管和铜镍管等材料，保障稳定的信号传输与能源供应；子型机器人则根据海底压力场仿真优化结构，其独特的探测结构可调节摄像头和传感器位置,附带的毛刷能清洁水下照明灯，还内置磁吸附钩爪机器人，用于清除水草缠绕，提升探测效率。

在技术层面，项目团队采用氢燃料电池与步进电机的双驱动模式，既满足水下装备对能源的高要求，又实现零排放和低噪音；针对电机散热问题，设计了串联和并联两种水冷管道，经有限元分析选定管口高度为10mm的并联型水冷管道,确保电子设备稳定运行；在成像方面，运用激光扫描技术和AI优化算法,如灰度世界算法进行自动白平衡处理，提升成像质量和环境感知能力。

项目的推进按计划有序进行。在前期，团队完成项目规划、专利布局和市场调研分析；研发中期内，成功完成核心技术研发和原型机组装，并通过实验室测试；推行后期，计划在大连、青岛等海域实地测试,根据反馈优化产品,积极拓展市场，推动成果转化。

目前该项目已获受理实用新型专利两项,已与百度地图、高德地图签署相关产品定位试用协议以及备案书等一系列相关成果。该项目预期成果丰硕，计划完成多项专利授权，取得软件著作权,发表相关水下探测器流体扰动分析论文，并在相关竞赛中获奖。同时，团队期望通过与海洋科研机构、企业合作，开展海底管道检测、海洋牧场监测等应用,建立海洋环境数据库，为50多家客户提供数据服务。(通讯员：曹恒 彭连峥 胡宇翔)