返回顶部 关闭
首页 > 测绘海洋 >正文

成功!机器人载着海鲜上岸了

2021-10-12 14:33:29    来源: 中国自然资源报    作者:朱虹

水下机器人布放现场。

水下机器人布放现场。

水下机器人打捞上岸的扇贝。 哈尔滨工程大学供图

水下机器人打捞上岸的扇贝。 哈尔滨工程大学供图

近日,在辽宁大连獐子岛附近海域,哈尔滨工程大学的科研人员在科考船上,通过电脑显示屏关注着正在海底进行自主抓取试验的水下机器人。不一会儿,该水下机器人载着扇贝返回岸上,试验成绩接近满分。科研人员见此情景,欢欣鼓舞,击掌相庆。

服务养殖业发展

据悉,该水下机器人项目于2016年起步,由哈尔滨工程大学船舶工程学院教授黄海带领团队成员,依托国家自然科学基金委员会重点项目“水下机器人自主环境感知与生物目标无损抓取研究”研发。

黄海介绍,当前潜水员人工捕捞作业模式已经难以满足水产养殖业发展的需求。潜水员捕捞人力成本高,受环境因素影响大、水下作业时间有限,因此,团队致力于研发一款用于代替潜水员水下作业的海底生物捕捞水下机器人,从而降低捕捞作业成本,提高作业效率及安全性。

自主抓取目标

本次水下机器人试验选择在大连獐子岛附近海域进行。试验当天,该海域单方向海流速度达到0.6米/秒,海况条件较为恶劣。团队成员姜涛表示,在恶劣海况条件下,可充分展现该水下机器人的各项功能和实力。团队决定按计划下潜。

该水下机器人高1.15米,拥有长1.2米的三关节机械臂、配备了3只“眼睛”,可根据海底生物位置和现场环境,智能选择单目自主抓取、双目自主抓取两种模式。在光缆引导下,团队成员将水下机器人布放于海面。下水后,该水下机器人不需人工操作,可独立完成下潜、自主寻找目标、智能识别、定位跟随、自主抓取、收集样品等一系列全自主操作。

下潜作业过程中,团队成员围在船上的电脑显示屏前,关注着水下机器人的一举一动。在复杂的水下环境中,该水下机器人凭借强大的双目模式,精准识别目标,慢慢靠近,利用机械臂将一只只扇贝装进采样筐后,成功浮出水面。

克服技术难题

“为了本次试验,团队成员付出了4年多的努力。”黄海表示,海底环境不同于陆地,能见度低,受风浪、海流等因素影响大。多年来,团队对水下机器人进行了改进升级,突破了海底生物远距离探测、水下生物视觉柔性感知、目标生物快速检测、识别与跟踪以及自主抓取等一系列技术难题。

据介绍,水下机器人智能识别海底生物和精准抓取技术是该团队重点攻关的两大难题。由于水下光照环境特殊,致使水下机器人的水下图像成像质量较差,再加上有些海底生物个头小、会变形,这对智能识别技术提出了挑战。为此,团队建立了一系列视觉识别定位的方法,有效提升了机器人的感知能力,实现了水下目标的准确识别。

同时,由于水下环境复杂,海流方向、流速等难以控制,水下机器人实现精准抓取难度较大。“我们通过对机器人的运动轨迹规划并调整机器人的运动控制,从而实现水下机器人精准趋近目标。当发现目标后,机器人的手眼配合非常重要,团队还特别开发了手眼协调控制模型,克服了摄像机和模型参数的不确定性,实现了手眼融合自主作业。”黄海说。

黄海介绍,团队将继续改良优化该水下机器人的性能,通过环境感知和智能决策系统,实现在复杂环境中对复杂组合体、软体动物甚至生命活体的作业,促进我国水下机器人自主环境感知与作业技术研究应用取得新进展。

独家稿件声明
本网站内容中注明来源为“中国自然资源报”的所有内容,版权均属本网站所有,任何媒体、网站、个人转载或引用本网站内容,不得对内容原意进行曲解、修改。转载或引用必须注明来源为:“中国自然资源报”。转载本报稿件需经本报授权。违反上述声明者,本报将追究其相关法律责任。
主管:中华人民共和国自然资源部 主办:中国自然资源报社
ICP备:京ICP备11028287号-4  京公网安备 11010202009388号   地址:北京市西城区复兴门外大街1号  邮编:100860    报刊征订:010-68047627/7643