能聽會(huì)看有“頭腦” 水下機(jī)器人能耐大 首屆世界大學(xué)生水下機(jī)器人大賽在青舉行
■參賽選手操控?zé)o人遙控水下機(jī)器人進(jìn)行水下作業(yè)。
青島日?qǐng)?bào)／觀海新聞?dòng)浾?/p>
王世鋒 文／圖
本報(bào)8月18日訊 今天上午，由中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)主辦、哈爾濱工程大學(xué)承辦的首屆世界大學(xué)生水下機(jī)器人大賽在哈爾濱工程大學(xué)青島創(chuàng)新發(fā)展基地舉行。清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、俄羅斯機(jī)器人發(fā)展中心、荷蘭代爾夫特理工大學(xué)等11個(gè)國(guó)家39所院校和機(jī)構(gòu)的127支隊(duì)伍參加了自主式水下機(jī)器人（AUV）、無(wú)人遙控水下機(jī)器人（ROV）、創(chuàng)意概念類等三個(gè)賽道比賽。
在ROV比賽場(chǎng)地內(nèi)，哈爾濱工程大學(xué)超越隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)彭蔚臻將機(jī)器人投放到了水池內(nèi)，操作手馮程浩便利用鍵盤、鼠標(biāo)操作起了機(jī)器人。只見他操縱著機(jī)器人前端機(jī)械手，精準(zhǔn)地將裝有“飼料”的塑料瓶投檔到了直徑為125毫米的圓桶內(nèi)，完成了飼料投放；而后又操作機(jī)械手將代表著船體破損件的圓環(huán)收集起來，放到了相應(yīng)的收集裝置上面，完成了船體檢修。最終，馮程浩10分鐘內(nèi)完成了采集礦石、精準(zhǔn)作業(yè)等4個(gè)規(guī)定動(dòng)作。
據(jù)介紹，無(wú)人遙控水下機(jī)器人是一種應(yīng)用于水下極限作業(yè)的機(jī)器人，可替代人完成復(fù)雜環(huán)境下的水下操作。這種類型的機(jī)器人動(dòng)力由臍帶纜提供，母船工作由人員操縱，借助水下電視、聲納等專用設(shè)備進(jìn)行觀測(cè)，用機(jī)械手進(jìn)行水下作業(yè)?！八膫€(gè)規(guī)定動(dòng)作看起來很簡(jiǎn)單，但實(shí)際操作時(shí)難度會(huì)比較大。水面看來很安靜，可水下實(shí)際有很多波浪的擾動(dòng)，這就增加了水下精細(xì)操作的難度，需要通過設(shè)計(jì)讓機(jī)器人盡量處于一種相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)?！瘪T程浩介紹。
據(jù)ROV賽道裁判長(zhǎng)王揚(yáng)介紹，為了盡可能貼近現(xiàn)實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景，今年ROV賽道特意增加了船體檢修的比賽環(huán)節(jié)?！八聶C(jī)器人的設(shè)計(jì)制作可以說是一項(xiàng)多學(xué)科交叉的項(xiàng)目，涉及自動(dòng)化、通信等各方面，非?？简?yàn)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)能力，而設(shè)計(jì)的過程也可以更好培養(yǎng)學(xué)生們的動(dòng)手能力、科學(xué)思維等?！蓖鯎P(yáng)說。
相對(duì)ROV賽道，AUV賽道的機(jī)器人則更加智能。在水下，機(jī)器人不僅能聽會(huì)看，還有頭腦，會(huì)“獨(dú)立思考”?！癆UV是帶腦子執(zhí)行任務(wù)的水下機(jī)器人?！惫こ蘀唯協(xié)會(huì)隊(duì)長(zhǎng)李辰驥介紹。AUV又叫無(wú)人無(wú)纜水下機(jī)器人，下水后不需要人的操作可以獨(dú)立完成各種任務(wù)。比賽中，機(jī)器人要在水下完成過門、撞球、精準(zhǔn)作業(yè)、聽聲浮圈等一系列動(dòng)作，這對(duì)機(jī)器人的導(dǎo)航能力和自我感知能力都有極高的要求。為了能讓機(jī)器人精準(zhǔn)定位，各團(tuán)隊(duì)各出奇招，有的團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了慣性導(dǎo)航，還有的采用了先進(jìn)的視覺動(dòng)力定位系統(tǒng)。
現(xiàn)場(chǎng)，為了贏得高分，各團(tuán)隊(duì)的機(jī)器人在第一關(guān)“過門”亮相時(shí)大展才藝，按照規(guī)定每旋轉(zhuǎn)1／4周得50分，部分團(tuán)隊(duì)旋轉(zhuǎn)兩周得到400滿分。值得一提的是部分動(dòng)作需要現(xiàn)場(chǎng)編程設(shè)計(jì)，非常考驗(yàn)選手們的臨場(chǎng)應(yīng)變能力。撞球環(huán)節(jié)共有紅、黃、綠3種顏色的浮球。根據(jù)比賽規(guī)則，機(jī)器人下水前才會(huì)抽簽確定撞擊順序，然后選手現(xiàn)場(chǎng)編程，讓機(jī)器人按照抽簽得到的順序撞擊水中相應(yīng)的浮球，這樣才能獲取更高的分?jǐn)?shù)。如果未按照順序撞擊浮球，分?jǐn)?shù)較低。
在創(chuàng)意概念賽道，81組國(guó)內(nèi)外參賽隊(duì)伍比創(chuàng)意、比想法，諸多設(shè)計(jì)腦洞大開。來自喀麥隆的李思特團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的AUV名為“雙臂魔童”，特別設(shè)計(jì)了兩個(gè)有6個(gè)自由度的機(jī)械臂，在雙頭雙臂的加持下，機(jī)器人的工作范圍更深更廣也更省電。針對(duì)部分水下設(shè)備成本高昂，回收困難等問題，鄭州輕工業(yè)大學(xué)水下環(huán)保衛(wèi)士團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了基于3D打印技術(shù)的可生物降解水下航行器，機(jī)器人外形仿海洋生物節(jié)省材料，降低成本，同時(shí)采用生物降解外殼不污染環(huán)境。
大賽還舉辦了水下無(wú)人智能技術(shù)高端學(xué)術(shù)論壇，論壇設(shè)置3個(gè)分論壇，14場(chǎng)精彩講座，國(guó)內(nèi)無(wú)人系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域著名專家學(xué)者就該領(lǐng)域的前沿技術(shù)和研究熱點(diǎn)進(jìn)行交流。
