康奈尔大学水下机器人

79国产水下机器人如何圆梦夺冠本刊记者/王志刚（见习）北京时间2018年8月6日，历时7天的第21届RoboSub国际水下机器人竞赛在美国圣迭戈落幕，由哈尔滨工程大学刘文智教授指导的学生团队赢得本届冠军。

如果说将国际水下机器人竞赛比作全球水下机器人的“奥运会”，那么这次哈尔滨工程大学的夺冠无异于1984年许海峰（“中国奥运金牌第一人”）夺冠，实现了相关领域“零的突破”。

这则消息让人备感振奋。

稳中求胜“按理说去年我们至少应该能够拿到亚军！”刘文智半开玩笑地说，“由于我们学校（原中国人民解放军军事工程学院）的特殊性，美国不给我们发签证，2017年只能让四名学生单独去参赛。

”事实上，早在2010年时，刘文智带领的E唯代表队就因没有签证而不能赴赛。

2018年8月1日，刘文智和其他几位带队老师仍在国内。

没有签证，面对太平洋，刘文智举步难行。

与此同时，大洋的另一面，第21届RoboSub国际水下机器竞赛已经开赛第二天。

而有惊无险，这一天刘文智等到了难得的美国签证，带着团队即刻飞往了美国。

抵达比赛现场，领到参赛证件之后，学生们迅速来到比赛位置，在工作人员配合下，开始对机器人的导航、控制、识别等各项系统进行逐一调试。

“幸运的是，赛前的签证风波并未对学生造成影响。

”事后刘文智回忆说，但由于环境变化，机器人却显得不淡定了。

在调试中，机器人原本通过传感器进行水下定位识别的路径严重跑偏。

刘文智用东北味十足的话开玩笑说：“相应情况在家（指哈尔滨工程大学）都有预料，可没想到会那么严重。

”面对严重的硬件问题，赛场上显然没有可替换的设备，因此，刘文智与守在电脑旁的学生思虑片刻，转换思路，决定通过软件方法来解决硬件问题。

于是放弃原有的传感器程序设定，改用声导航系统进行测试。

像半路杀出个程咬金，刘文智的E唯代表队在预赛中以第一名的成绩有惊无险地闯入决赛。

决赛时，透过清亮泛着淡蓝的池水，刘文智发现有好几次明明有待识别物，国外的机器人却没能抓住。

水下机器人推进系统综述水下机器人是一种在水下进行任务的无人机器人系统，它可以应用于海洋科学研究、水下勘探、深海探测、水下维修等领域。

水下机器人的推进系统是其最关键的部件之一，它直接影响到水下机器人的性能和运行能力。

本文将对水下机器人推进系统进行综述，包括水下机器人推进系统的类型、工作原理、发展现状及未来发展方向等内容，以期为水下机器人的研究和应用提供参考。

水下机器人推进系统通常可以分为螺旋桨推进系统、水下喷射推进系统和水下旋翼推进系统三种类型。

螺旋桨推进系统是最常见的水下机器人推进系统，它通过螺旋桨的旋转来产生推进力，实现水下机器人的运动。

水下喷射推进系统则是通过喷射高压水流来产生推进力，从而推动水下机器人进行运动。

水下旋翼推进系统则类似于直升机的工作原理，通过旋翼的旋转来产生推进力，实现水下机器人的运动。

二、水下机器人推进系统的工作原理目前，水下机器人推进系统的发展已经取得了一定的成就，各种类型的推进系统在水下机器人中得到了广泛的应用。

螺旋桨推进系统因其简单、稳定、高效的特点，是目前应用最广泛的水下机器人推进系统。

水下喷射推进系统由于其高速、灵活、可在狭窄空间中操作的特点，得到了在水下作业、水下勘探和水下搜救等领域的广泛应用。

水下旋翼推进系统则因其可以实现多方向的自由运动，目前在水下机器人中也得到了一定程度的应用。

随着水下机器人应用领域的不断拓展和水下任务需求的增加，水下机器人推进系统也需要不断进行创新和改进。

未来，水下机器人推进系统的发展方向可能包括以下几个方面：首先是推进系统的高效性和节能性，可以通过提高推进系统的效率和降低能源消耗，实现水下机器人的长时间工作和远距离行驶。

其次是推进系统的智能化和自主化，可以通过引入智能控制算法和传感器技术，实现水下机器人的智能导航、避障和自主作业。

推进系统的多样化和模块化也将成为未来的发展趋势，可以通过多种推进系统的组合和模块化设计，实现水下机器人在不同任务中的灵活应用和快速转换。

水下机器人调查报告水下机器人是一种能够在水下执行各种任务的自主机器人。

水下机器人主要应用于水下勘探、科学研究、资源开发、军事侦察等领域，具有安全、高效、可靠等优点。

本报告将对水下机器人进行调查研究，探讨其工作原理、应用领域、市场现状等方面。

一、工作原理水下机器人是由控制系统、动力装置、传感系统、通讯设备、操纵系统等组成，一般包括舵机、水下推进器、电机、电池等。

水下机器人的动力装置一般采用电池供电，可以通过有线或无线遥控控制机器人的运动、姿态和动作。

水下机器人的传感系统主要包括水压传感器、声纳、摄像头和操纵臂等，可以在水下进行物体探测、导航、测量和采样等操作。

通讯设备主要有无线电和光缆通讯。

水下机器人的操纵系统一般包括手持遥控器、计算机和虚拟现实设备等，可以对机器人进行实时控制和监测。

二、应用领域水下机器人主要应用于以下领域：1.水下勘探：水下机器人可以在海底进行勘探，可以采集水下矿产资源、进行水下地质勘探和地形图绘制等任务。

2.海洋科学研究：水下机器人可以进行海洋环境监测、海洋生物学研究、海洋地质学研究、海洋气象学研究等，可以帮助科学家更好地探索海洋深处。

3.水下建筑和维修：水下机器人可以在水下进行油田开发、海底管线维修和设施建设等操作，可以大大提高操作效率和安全性。

4.军事侦察：水下机器人可以进行海上侦察、水下侦察和水道侦察等任务，可以在战场上发挥非常重要的作用。

5.水下娱乐：水下机器人可以用来拍摄水下景观、探索水下遗址等，也可以成为水下活动的一种新体验。

三、市场现状在水下机器人市场上，欧美国家是主要生产厂家，其次是亚洲国家，如中国、日本等。

目前，水下机器人市场呈现出稳步增长的态势。

据市场研究机构预测，到2025年，全球水下机器人市场规模将达到46亿美元。

在市场上，目前主要的产品是观测器、仿人机器人和自主水下机器人。

随着水下机器人技术的不断发展和市场需求的增长，未来市场前景广阔。

总之，水下机器人作为一种新兴技术应用，为我们探索海洋深处、开发海洋资源等提供了新的手段和保障，未来将在多个领域得到广泛的应用。

3500米水下取样型机器人(ROV)研制成功
佚名
【期刊名称】《实验室研究与探索》
【年(卷),期】2008(27)8
【总页数】2页(PI0001-I0002)
【关键词】水下工程;机器人;取样;中国南海;上海交通大学;遥控潜水器;实验室研制;科学考察
【正文语种】中文
【中图分类】U673.33;TP242
【相关文献】
1.3500米水下取样机器人(ROV)研制成功 [J], 上海交大水下工程研究所实验室
2.观察型水下机器人ROV系统配置研究 [J], 桑金
3.遥控水下机器人（ROV）结构综述——以hysub130—4000ROV系统为例 [J], 陈宗恒;盛堰;陶军
4.浅谈重载工作型水下机器人(ROV)海试验收方法 [J], 蒋喻栓; 陆予洋
5.基于水下机器人ROV的水平方向地质取样工具设计与研究 [J], 徐亚国
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水下机器人技术的研究进展与应用前景随着科技的不断发展，水下机器人技术逐渐被人们所重视，成为现代海洋科学研究领域中的重要分支。

水下机器人不仅能够在水下环境中进行高效准确的勘测、调查和观测，还能够在海洋资源开发、海底救援等领域发挥重要作用。

本文旨在对水下机器人技术的研究进展与应用前景进行探讨。

一、水下机器人技术研究进展近年来，水下机器人技术发展迅速，涉及机械、电子、航空航天、计算机、通讯等多个领域。

以下是一些水下机器人技术领域中的重要进展：1、水下机器人控制技术：控制技术是水下机器人技术的核心，如何使机器人在复杂的水下环境中高效准确地控制、运动成为了技术研究人员努力的方向之一。

现在，水下机器人控制技术在传感器技术、导航技术、作业策略等方面都得到了显著提高。

2、水下图像与声学技术：水下图像与声学技术在水下机器人领域中起着非常重要的作用。

水下机器人能够利用声纳、激光、光学及其他传感器等检测设备实时获取海底地形和天然水文条件的各种资料，并实时回传，这些资料可以广泛应用于海洋科学、海洋资源勘探等领域中。

3、水下机器人动力技术：水下机器人的动力技术不仅涉及到如何达到良好的作业速度和机动性，还需要保证机器人在竞争激烈的市场中可以实现更长的使用寿命。

因此，水下机器人动力技术是水下机器人技术中的一项关键技术之一。

4、水下机器人一体化技术：水下机器人的一体化技术是将各种技术有效的集成在一起，以便提高机器人的使用效率。

水下机器人一体化技术涉及到多学科交叉，例如机械、电子、通信等领域，研究难度较大，但对于水下机器人技术的发展具有非常重要的意义。

二、水下机器人应用前景展望水下机器人技术的不断发展，带来了广泛的应用前景。

以下是水下机器人在相关领域中的应用前景展望：1、海洋资源开发应用前景：水下机器人可以应用于海洋资源开发中，例如石油、天然气或矿产资源的开采、沉船打捞等领域。

未来随着深海开采技术的不断提高，水下机器人的发展将在海洋资源开发中起到更加重要的作用。

一文了解康奈尔大学机械手臂发展史
机器手的目标是全方位的接近人手，并且超过人类，比如给人类按个按摩啦，捏个肩，捶个背啦，如果大家看过生活大爆炸的话，应该会记得第四季，霍华德给NASA 做的机器手被他用来做了不可言喻的事。

本月18号英国的《每日邮报》报道，这次康奈尔大学在速度上又提升了一个档次，机器手的反应速度这里我们简称为“手速”吧，提升到近乎和人手相同了！不用我提醒你，各位看官老爷也应该知道“手速”的重要性吧。

闲话不多说了，各位先看一下这张动图感受一下它的“手速”。

可以看出，该机械手臂的反应速度相当快，研究人员将该机器手打造的非常灵活，从反应来看与人类反应对比可以说是有过之而无不及。

从他们试验所用到的啤酒瓶子可以看出，这只手不光反应速度很快，而且力量也不小，当然我们不希望它在做某些事的时候力量过大受伤了怎么办。

玩笑归玩笑简单给大家说一下，这只机器手的秘密在于其内部的“传动”装置。

它的传动机构设计比较简单，它实际上是一个“肌腱”包裹着的圆柱形的线轴，而线轴则由一种灵活的材料构成，使它可以扩展变宽，从而更好地控制速度和力量。

“肌腱”松开，圆柱体变宽，移动更快;“肌腱”收缩，圆柱体变薄，强度加大。

这种传动是由指尖能检测物体力量及物体间距离的传感器触发。

研究人员把传动装置称为弹性被动传输(EPT)，制造这种装置的成本价格在500美元，但是好处是这种传功装置可以通过3D打印完成，很方便，材料便宜，价格低廉。

但是，官方表示，这种机器手价格则超过1万美元。

嗯，一万美元
说到这，不得不提一下康奈尔大学的机械手臂发展，其实这不是康纳大学研发的机械手臂。

水下机器人的研究和应用第一章：水下机器人的概述水下机器人是一种能够在水下进行探测、勘探、观测和作业的自主或遥控机器人。

它可以在水下环境中执行复杂的任务，如水下油气开采、海洋普查、深海探索等。

水下机器人主要有两类：一类是有人操控的大型水下机器人，另一类是无人操控的自主水下机器人。

第二章：水下机器人的结构和原理1. 结构水下机器人由三个部分组成：操控系统、电力系统和动力系统。

其中操控系统是水下机器人最重要的部分，通过无线电或光缆控制机器人的动作和数据传输。

电力系统则为机器人提供动力，常用的电力系统是潜水艇蓄电池、燃油电池和太阳能电池。

动力系统是机器人在水下环境中进行移动的关键，通常采用液压系统、电力推进器或透平推进器。

2. 原理水下机器人的工作原理主要是利用电信号、机械运动和水体浮力等基本原理实现自主或遥控。

操纵杆和摇杆控制着机器人的运动，一些传感器可以为机器人提供环境感知和导航信息。

水下机器人还可以通过声纳、光学相机等设备获取海洋环境的相关信息，实现对海洋生物和水下物体进行观察和勘探。

第三章：水下机器人的应用1. 水下勘探水下机器人可以在水下进行各种勘探活动，包括海底地形测量、潜水遗骸勘探、海洋生物调查等。

目前，国内外有许多机构和公司在水下勘探方面开展了大量的研究和应用工作。

2. 水下作业水下机器人还可以用于海底资源开采、海洋工程施工、船只维修等作业任务。

例如，可以通过水下机器人进行海底管道铺设、岩石开采、船只拯救等。

3. 海洋环境监测水下机器人可以通过搭载各种传感器，对海洋环境进行监测与测试。

它可以对海洋水质、海底地质、气候变化、海洋生物等方面进行研究，从而为海洋环境的保护和可持续发展提供科学依据。

第四章：水下机器人的发展前景水下机器人具有广泛的应用前景，在未来的勘探、作业和科学研究中将发挥越来越重要的作用。

预计未来，水下机器人将会呈现出以下几个方面的发展趋势：1. 自主化程度将会提高。

2. 远程遥控技术将会得到改善和提升。

水下机器人视觉感知与控制技术研究随着海洋资源的逐渐开发，水下机器人在海洋探测、海洋科学研究和海洋工程中的应用越来越广泛。

水下机器人能够进行深海探测、海底工作、水下勘探等操作，但是在水下环境中，由于光线传输性质的限制和水下环境的复杂性，其视觉感知和定位的能力受到了很大的限制，这也成为了水下机器人技术研究中亟待解决的问题。

水下机器人视觉感知与控制技术是水下机器人技术中最为关键的一部分。

要使水下机器人能够准确地感知和理解周围环境的信息，并进行跟踪和定位，就需要先解决水下环境对机器人视觉的限制。

在水下环境下，水质作为一种难以控制的传输媒介会削弱光线传输的能力，导致所接收的光信号强度较弱，光学系统的分辨率也会变低。

此外，水下环境中散射、折射和吸收等现象也会影响水下机器人对目标物体的视觉感知和跟踪。

因此，水下机器人视觉感知和跟踪的诸多问题需要采用新技术和手段来解决。

较早的水下视觉感知技术主要是利用声纳进行目标探测和跟踪，但是其精度和分辨率都有限，且对水下环境的干扰较大，难以精准地测量目标的位置和速度。

直至近几年，水下机器人技术得到了快速发展，大量涌现出适用于水下感知的技术手段和算法。

其中较常用的是电视摄像头作为主要传感器来进行视觉感知。

水下电视摄像头可以通过红外、激光等光源进行辅助照明，并且能够实时反馈水下目标的颜色、形态、距离、大小等信息，但是水下图像的颜色、对比度和清晰度均受到水质的影响，因此水下电视摄像头多采用高灵敏度、低光降噪等技术手段。

为解决水下环境对机器视觉的限制，研究者们提出了多种水下图像处理技术和算法。

其中，较为常见的包括光线适应滤波算法、显示颜色增强算法、多尺度分割技术、快速建模和识别算法等。

这些算法主要针对水下图像的消失效应、颜色偏差、噪声和模糊等问题，从而提高机器人的视觉感知精度。

例如，光线适应滤波算法可以对图像的颜色和亮度进行合理调整，显示颜色增强算法则能够增强水下图像的色彩对比度和清晰度，而多尺度分割技术则能够区分图像中的目标和背景，从而提高机器人目标跟踪和定位的精度。

基于人工智能的水下机器人智能控制在科技飞速发展的今天，水下机器人已经成为探索海洋世界的重要工具。

而基于人工智能的水下机器人智能控制技术，更是为这一领域带来了前所未有的突破和变革。

想象一下，在深邃神秘的海底世界，水下机器人能够自主地感知周围环境、灵活地避开障碍、精准地执行任务，这一切都离不开智能控制技术的支持。

那么，究竟什么是基于人工智能的水下机器人智能控制呢？简单来说，它是将人工智能的理念和方法应用到水下机器人的控制中，使机器人具备类似人类的思考和决策能力。

传统的水下机器人控制方式往往依赖于预设的程序和指令，灵活性和适应性较差。

而人工智能的引入，则为水下机器人注入了“智慧的灵魂”。

要实现水下机器人的智能控制，首先得解决感知问题。

就像我们人类依靠眼睛、耳朵等感官来感知世界一样，水下机器人也需要各种传感器来获取周围环境的信息。

这些传感器包括声纳、摄像头、压力传感器等等。

通过这些传感器，水下机器人能够感知到海底的地形、水流的速度和方向、周围物体的位置和形状等。

然而，仅仅获取信息还不够，还需要对这些信息进行有效的处理和分析。

这就涉及到数据融合和特征提取等技术。

不同的传感器获取到的信息可能是多样且复杂的，需要将它们整合起来，提取出有用的特征，以便机器人能够做出准确的判断和决策。

在智能控制中，机器学习算法起着至关重要的作用。

例如，深度学习算法可以让水下机器人通过大量的数据学习，从而识别不同的物体和场景。

强化学习算法则可以帮助机器人在不断的尝试和错误中，找到最优的行动策略。

有了感知、处理和学习的能力，水下机器人就能够实现自主导航和避障。

在复杂的海底环境中，机器人能够根据实时获取的信息，规划出最优的路径，避开各种障碍物，安全地到达目标地点。

除了自主导航和避障，智能控制还能够让水下机器人完成更加复杂的任务，比如海底资源的勘探和开采、海洋生态环境的监测、水下设施的维护和检修等。

在进行这些任务时，机器人需要根据不同的情况做出灵活的决策，调整自身的动作和行为。