能听会看有“头脑” 水下机器人能耐大 首届世界大学生水下机器人大赛在青举行
■参赛选手操控无人遥控水下机器人进行水下作业。
青岛日报／观海新闻记者
王世锋 文／图
本报8月18日讯 今天上午，由中国造船工程学会主办、哈尔滨工程大学承办的首届世界大学生水下机器人大赛在哈尔滨工程大学青岛创新发展基地举行。清华大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、俄罗斯机器人发展中心、荷兰代尔夫特理工大学等11个国家39所院校和机构的127支队伍参加了自主式水下机器人（AUV）、无人遥控水下机器人（ROV）、创意概念类等三个赛道比赛。
在ROV比赛场地内，哈尔滨工程大学超越队队长彭蔚臻将机器人投放到了水池内，操作手冯程浩便利用键盘、鼠标操作起了机器人。只见他操纵着机器人前端机械手，精准地将装有“饲料”的塑料瓶投档到了直径为125毫米的圆桶内，完成了饲料投放；而后又操作机械手将代表着船体破损件的圆环收集起来，放到了相应的收集装置上面，完成了船体检修。最终，冯程浩10分钟内完成了采集矿石、精准作业等4个规定动作。
据介绍，无人遥控水下机器人是一种应用于水下极限作业的机器人，可替代人完成复杂环境下的水下操作。这种类型的机器人动力由脐带缆提供，母船工作由人员操纵，借助水下电视、声纳等专用设备进行观测，用机械手进行水下作业。“四个规定动作看起来很简单，但实际操作时难度会比较大。水面看来很安静，可水下实际有很多波浪的扰动，这就增加了水下精细操作的难度，需要通过设计让机器人尽量处于一种相对稳定的状态。”冯程浩介绍。
据ROV赛道裁判长王扬介绍，为了尽可能贴近现实应用场景，今年ROV赛道特意增加了船体检修的比赛环节。“水下机器人的设计制作可以说是一项多学科交叉的项目，涉及自动化、通信等各方面，非常考验团队的设计能力，而设计的过程也可以更好培养学生们的动手能力、科学思维等。”王扬说。
相对ROV赛道，AUV赛道的机器人则更加智能。在水下，机器人不仅能听会看，还有头脑，会“独立思考”。“AUV是带脑子执行任务的水下机器人。”哈工程E唯协会队长李辰骥介绍。AUV又叫无人无缆水下机器人，下水后不需要人的操作可以独立完成各种任务。比赛中，机器人要在水下完成过门、撞球、精准作业、听声浮圈等一系列动作，这对机器人的导航能力和自我感知能力都有极高的要求。为了能让机器人精准定位，各团队各出奇招，有的团队自主研发了惯性导航，还有的采用了先进的视觉动力定位系统。
现场，为了赢得高分，各团队的机器人在第一关“过门”亮相时大展才艺，按照规定每旋转1／4周得50分，部分团队旋转两周得到400满分。值得一提的是部分动作需要现场编程设计，非常考验选手们的临场应变能力。撞球环节共有红、黄、绿3种颜色的浮球。根据比赛规则，机器人下水前才会抽签确定撞击顺序，然后选手现场编程，让机器人按照抽签得到的顺序撞击水中相应的浮球，这样才能获取更高的分数。如果未按照顺序撞击浮球，分数较低。
在创意概念赛道，81组国内外参赛队伍比创意、比想法，诸多设计脑洞大开。来自喀麦隆的李思特团队设计的AUV名为“双臂魔童”，特别设计了两个有6个自由度的机械臂，在双头双臂的加持下，机器人的工作范围更深更广也更省电。针对部分水下设备成本高昂，回收困难等问题，郑州轻工业大学水下环保卫士团队设计了基于3D打印技术的可生物降解水下航行器，机器人外形仿海洋生物节省材料，降低成本，同时采用生物降解外壳不污染环境。
大赛还举办了水下无人智能技术高端学术论坛，论坛设置3个分论坛，14场精彩讲座，国内无人系统及相关技术领域著名专家学者就该领域的前沿技术和研究热点进行交流。
