原標題:遼寧大連聚焦産業所需,推動水下智慧裝備發展——水下機器人助力海洋資源開發(經濟聚焦·關注海洋經濟)
推進中國式現代化,必須高效開發利用海洋。去年,我國海洋生産總值超11萬億元,發展空間巨大。“十五五”規劃綱要提出,推動海洋經濟高品質發展。如何統籌推進?習近平總書記強調,大的思路上,要“更加注重創新驅動”“更加注重高效協同”“更加注重産業更新”“更加注重人海和諧”“更加注重合作共贏”。今起我們推出“經濟聚焦·關注海洋經濟”系列報道,展現海洋經濟乘風破浪、向新發展的蓬勃生機。——編者
遼寧大連梭魚灣滿化碼頭北部海域,浪花輕拍岸壁。遼寧省水下機器人工程研究中心研究員袁國良正俯身調試設備,指尖輕按,一台橘黃色的水下機器人緩緩潛入水中。螢幕上,水下樁基、岸壁細節等清晰可見,機器人實時傳輸回水質、淤積等數據,為這個老碼頭的重啟積累關鍵數據。
瞄準海洋産業一線,研發水下捕撈機器人
“穿上厚重的潛水服,一頭扎進冰冷的海水裏,一天最多只能作業四五個小時,還得配船長、觀測員等四五個人打下手。”回憶起前些年的日子,大連壹鮮冷水海産品公司負責人馬永祥不由感慨。在大連,人們稱海底養殖捕撈從業者為“海碰子”。這份特殊的職業,承載著沿海人的生計,也伴隨著風險與艱辛。
水下暗流涌動、水壓如影隨形,稍有不慎便可能遭遇危險。長時間水下作業,對體力更是一種考驗。“如今,沒多少年輕人願意幹這份苦差事了”。然而,國內鮑魚、海參等底播增殖型海珍品的採捕,仍未擺脫“人工潛水+傳統工具”的模式。
“産業有需求,我們就必須及時回應。”大連海事大學信息科學技術學院院長、遼寧省水下機器人工程研究中心主任付先平説,中心把根扎進海洋産業的一線,精準發力、定向攻關。
歷經數年打磨,中心自主研發的“海鷹”系列水下捕撈機器人,配備了定制化專用捕撈抓手,能精準識別並抓取海參、鮑魚等,還能自動收納;操作人員在岸邊的地面站,通過螢幕就能實時看清水下環境,作業結束後,機器人還能自主上浮、完成回收,全程無需人員下水。
大連長海縣小長山島海域,大連壹鮮冷水海産品有限公司的養殖基地裏,“海鷹”號水下機器人正靈活地在海底穿梭,有條不紊地對海産品進行取樣。“以前人工取樣,一天最多能完成3到4個點位。現在有了這台機器人,一天能搞定40多個點位,效率提高了好幾倍。”馬永祥蹲在岸邊,看著螢幕裏的機器人介紹。
多學科融合攻關,構建一體化智慧裝備協同體系
海洋環境複雜多變,是水下機器人研發的天然考場。近淺海海流湍急、水體渾濁,水下能見度極低,普通攝像頭看不清目標;海流的衝擊,還會影響機器人的操作精度;更棘手的是,水下數據傳輸不便,難以實現實時控制……這些難題,長期以來制約著水下智慧裝備的發展。
為了攻克這些難題,遼寧省水下機器人工程研究中心搭建多學科融合攻關機制,80余位來自不同學院的研究人員合力開展技術攻關。
要讓機器人在渾濁的海水中看清路、找對物,首先得給它裝上眼睛。團隊耗時兩年,構建出精準的渾濁水體光學成像模型,創新提出基於偏振特性的水下圖像清晰成像技術,成功破解水下視覺感知模糊的難題;
針對水下目標識別難的問題,團隊借鑒人腦視覺選擇性注意機制,提出敏感光譜指紋特徵提取技術,讓機器人能精準區分海參、鮑魚與海底的岩石、海草,避免誤抓、漏抓,提升作業效率;
針對水下通信,團隊提出基於可見光陣列的水下高速數據傳輸技術,實現了多台機器人的高效協同作業。同時,構建起“水下—水面—低空”一體化智慧裝備協同體系,綜合利用多源信息感知,打破複雜海洋環境下的感知局限。
如今,付先平團隊自主研發的“海鷹”“海鷗”系列水下機器人,已應用在大連海洋産業的諸多場景:機器人搭載的各類傳感設備,能精準採集水下不同水層的溫度、鹽度等環境參數;視覺系統實時捕捉海珍品的生長圖像,結合智慧模型,還能輔助判斷生物健康狀態;搭載定制化機械臂及采收設備的執行端,則能實現海珍品的精準採捕,讓養殖、采收變得智慧高效。
組建創新平臺,讓科研成果更快落地
瞄準科技前沿,紮根産業需求。2025年,智慧海洋信息科技公共創新平臺正式揭牌。這個由大連海事大學、大連獐子島海洋發展集團有限公司牽頭組建的平臺,聯合了遼寧省水下機器人工程研究中心、大連星海灣實驗室、大連海發智慧裝備有限公司等多方力量,讓科研成果更快落地生産一線。
“我們立足黃渤海近淺海特色産業帶,推動産學研用協同發力。”平臺負責人王輝兵介紹,通過整合高校的科研資源、科研院所的技術力量、涉海企業的産業優勢,構建起開放共享的海洋信息科技公共服務載體,讓高校的科研方向更貼合企業需求,讓企業的技術難題能快速找到科研解決方案。
在平臺的支撐下,一個集海域環境模擬、真實海況驗證、完善中試配套設施于一體的專業化中試基地應運而生。在這個中試基地,“海鷹”“海鷗”等系列機器人快速迭代升級,不斷適應海洋産業的新需求。
如今,平臺的創新成果廣泛服務於國家重大工程:“海鷗Ⅰ號”奔赴東北首條630平方毫米截面積海底電纜敷設現場,完成水下實時監理任務,保障施工安全;“海鷗Ⅱ號”投身海上鑽井平臺安裝輔助與管道巡檢工作,在大海中守護油氣開發安全;自主研發的北極科考水下機器人,跟隨科考團隊出征,助力採集水下環境數據;水下壩體缺陷檢測機器人成功交付中船重工某研究所,在水利工程領域發揮重要作用,實現了多領域跨界應用。
創新的背後,是人才支撐。“在實踐中錘鍊本領,才是青春的模樣。”26歲的陳鴻銘是大連海事大學的一名博士生,如今已深度參與多個重大水下機器人研發課題。“我們秉承‘在實戰中成長’的人才培養理念,通過産教融合、協同育人,為創新儲備充足的人才力量。”付先平介紹。截至目前,遼寧省水下機器人工程研究中心已主持完成各類科技項目近60項,發表論文300余篇,自主開發10代水下機器人,斬獲各類獎項20余項。
蔚藍之上,創新風勁;深海之中,探索不止。從“海碰子”的深海勞作、到水下機器人的高效穿梭,從技術攻堅的持之以恒、到創新成果的落地賦能,我國海洋經濟正以創新破局、向深藍奮進。(記者 劉洪超)
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