“藍鯊”“赤甲紅”“海獅”“海星”“章魚”……9月18日上午，來自全國各地的高校、研究機構和企業的20支高水平團隊攜帶着他們的“團寵”齊聚在大連金石灘海域，參加2020年全國水下機器人大賽。
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本次大賽的現場比賽場地接近真實海珍品捕撈場景，資格賽、決賽均在開放海域進行，使用活體海珍品扇貝、海膽、海蔘進行捕撈，更加貼近實際作業，在技術挑戰性上更接近真實海域水下複雜情況。參賽機器人潛入幽深的海底，避沙石，躲洋流，繞海草，比拼“穩準巧”，將一隻只扇貝、海蔘、海膽等海珍品收入囊中。
水下機器人工作環境是真實近海水域，水下狀況多變，增加了對於精準操控、精準識別、精準抓取的難度，對機器人的技術要求提出了更高的挑戰，本次賽事要求參賽機器人滿足仿真、智能控制、水下目標探測與識別、水下定位 、通信、識別、能源系統等全方位技術指標。對機器人技術設計、測試、集成 、推廣提出很高的要求。組委會在比賽評價中設置更多內容和細化指標（如智 能識別、智能抓捕、智能控制、智能返航等），增加了濃縮現場視頻和技術答 辯的環節，更加保障了比賽結果的準確性。賽事並以此為突破口，最終達到提 升水下敏捷機器人識別、抓捕性能的持續改善與升級的目的。
像魚一樣靈活的“赤甲紅”
大連理工大學赤甲紅隊已經連續3年參加此項比賽，積累了豐富的經驗，今年在又一次改進技術的基礎上，他們攜帶最新一代設備向冠軍出發了。
此次大連理工大學共有兩支參賽隊伍，由微電子學院、軟件學院、國際學院等的12個人組成。微電子學院大三學生翟星辰介紹，今年團隊共參加兩項比賽。其中，去年參賽的“赤甲紅”機器人在性能提升之後，主要參與自主抓取比賽。另一個最新一代“赤甲紅”，則參加人機協同比賽。
“之前的抓取設備，只能直前直後直上直下，轉彎比較費力。” 翟星辰説，新一代赤甲紅突出了敏捷性和實用性，不僅在各方向都可以快速移動，而且實現了平推、俯仰、斜角、翻轉等功能，在水下就像一條魚一樣靈活，任何方向的機能都能實現。
翟星辰介紹，新一代赤甲紅在水下可實現很多功能，包括快速移動，抓取、翻轉，快速將海珍品收取等。該研究成果正在和實際應用密切配合，後期將實現智能水下機器人輔助配合人工捕撈，提高海洋牧場的綜合採捕效率。
第一次走進真實海域的的“藍鯊”
西北工業大學的“藍鯊隊”今年是第一次參賽，接受採訪時，他們正在海邊測試調整“藍鯊”，為下午的決賽做準備。這支團隊來自西北工業大學海洋無人智能感知實驗室。採用八推進器的BLUEROV航行器，具備可以在複雜水流環境下穩定控制的能力；內部裝有深度傳感器可以測得距水面的高度，還設有漏水傳感器以及氣壓計對航行器提供了安全保障；航行器裝有前視攝像頭，可觀測水下近距離的環境，尋找目標配合機械臂進行抓取工作；外部加載了5 自由度的機械臂可以實現水下物體的抓取，且機械臂採用主從式控制可以實現人與機械臂的交互，從而使得控制和抓取更加精準。
“在實驗室，沒有那麼大的風浪，能見度也更高，我們操作航行器，可以説一抓一個準。 但是在開放海域，操作起來比想象難得多。風浪，沙石，還有海底的能見度都給航行器造成了很大的干擾。”藍鯊隊隊長張振説，這個場景裏，考驗操作手如何穩定航行器，讓它高效運行起來，這是比較難的問題。經過真實海域的操作，團隊準備回去對“藍鯊”進行進一步的改進，加一個多普勒的測速儀，測量水的流速，加入到控制之中，以抵消水流對機器人產生的影響，讓它在水下更加穩定。此外，要採用更加清晰的 攝像頭，增加光源或搭載聲吶設備，讓它在水下看得更遠。”
讓操作更簡單的“水遊俠”
機器人的操作能不能變得“傻瓜”一些，讓新手也能順利上手？本次大賽中，南京信息工程大學團隊用參賽的“水遊俠”機器人進行了這方面的嘗試。
機械手在機械臂的牽引下接近目標，抓取海產品後送到艙門前，一組轉動的毛刷輕鬆將海鮮捲進艙裏……南信大自動化學院研二研究生馬金虎和3名隊友在岸邊忙碌地為“水遊俠”機器人進行調試。針對水下環境探測的特殊性和日益嚴重的水污染問題，該團隊設計了一款用於水下打撈和水質監測的機器人。
“這是我們第二次參賽。”馬金虎介紹，去年團隊進入決賽，但沒有拿到名次。一年來，團隊為參賽作品進行了創新型的設計，並進行算法升級，能夠更為準確地實現定深、定航的功能。“水遊俠”設有上下兩個控制艙，提高了其在惡劣水下作業時整體的平衡性。機器人在驅動方面採用了6個推進器，準確地實現機器人地六自由度移動功能。裝配的三對驅動電機給予機器人足夠的動力去進行深水探測，設計上預留了電池接口和遠程供電接口，從而可以根據實際情況選擇供電方式，保證能源供應。
馬金虎説，該機器人最直觀的性能，就是可以在單位時間內抓得快、抓得多。用機械手抓取對操作精準度的要求很高，也就是説，對使用者的專業水平有很高要求。“水遊俠”最具競爭力的優勢就在於，它降低操作門檻，可以讓機器人的使用不再艱深，同時可以大大地提高工作效率。這款機器人可以應用於海產品的採集捕撈，以及測繪，勘測等工作場景。
半島晨報、39度視頻記者蘇琳 首席攝影記者周蕾