在遼寧大連梭魚灣滿化碼頭北部海域,海浪輕拍著岸壁,遼寧省水下機器人工程研究中心研究員袁國良正專注地調(diào)試設(shè)備。隨著他指尖的輕觸,一臺橘黃色的水下機器人緩緩沒入水中。操作臺上,屏幕實時顯示著水下樁基、岸壁的細節(jié),同時傳輸回水質(zhì)、淤積等關(guān)鍵數(shù)據(jù),為這座老碼頭的重啟提供著重要支撐。
大連壹鮮冷水海產(chǎn)品公司負責(zé)人馬永祥回憶起往昔,感慨萬千:“過去,‘海碰子’們穿著厚重的潛水服,在冰冷的海水中作業(yè),每天最多只能工作四五個小時,還需要船長、觀測員等多人配合。”海底養(yǎng)殖捕撈從業(yè)者,這個承載著沿海人生計的特殊職業(yè),伴隨著高風(fēng)險與艱辛。水下暗流涌動,水壓巨大,稍有不慎便可能遭遇危險,長時間作業(yè)對體力也是極大考驗。如今,愿意從事這份苦差事的年輕人越來越少,而國內(nèi)鮑魚、海參等底播增殖型海珍品的采捕,仍依賴“人工潛水+傳統(tǒng)工具”的模式。
面對產(chǎn)業(yè)需求,大連海事大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長、遼寧省水下機器人工程研究中心主任付先平表示:“產(chǎn)業(yè)有需求,我們必須及時回應(yīng)。”中心將研發(fā)扎根于海洋產(chǎn)業(yè)一線,精準(zhǔn)發(fā)力、定向攻關(guān)。經(jīng)過數(shù)年努力,中心自主研發(fā)的“海鷹”系列水下捕撈機器人應(yīng)運而生。這款機器人配備了定制化專用捕撈抓手,能精準(zhǔn)識別并抓取海參、鮑魚等海珍品,還能自動收納。操作人員在岸邊的地面站,通過屏幕即可實時觀察水下環(huán)境,作業(yè)結(jié)束后,機器人還能自主上浮、完成回收,全程無需人員下水。
在大連長海縣小長山島海域的養(yǎng)殖基地里,“海鷹”號水下機器人正靈活穿梭于海底,有條不紊地進行海產(chǎn)品取樣。馬永祥蹲在岸邊,看著屏幕里的機器人介紹:“以前人工取樣,一天最多能完成3到4個點位。現(xiàn)在有了這臺機器人,一天能搞定40多個點位,效率提高了數(shù)倍。”
海洋環(huán)境復(fù)雜多變,是水下機器人研發(fā)的天然考場。近淺海海流湍急、水體渾濁,水下能見度極低,普通攝像頭難以看清目標(biāo);海流的沖擊影響機器人操作精度;水下數(shù)據(jù)傳輸不便,難以實現(xiàn)實時控制……這些難題長期制約著水下智能裝備的發(fā)展。為攻克這些難題,遼寧省水下機器人工程研究中心搭建了多學(xué)科融合攻關(guān)機制,80余位來自不同學(xué)院的研究人員攜手開展技術(shù)攻關(guān)。
要讓機器人在渾濁海水中看清目標(biāo),團隊耗時兩年構(gòu)建出精準(zhǔn)的渾濁水體光學(xué)成像模型,創(chuàng)新提出基于偏振特性的水下圖像清晰成像技術(shù),成功破解水下視覺感知模糊難題。針對水下目標(biāo)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征提取技術(shù),使機器人能精準(zhǔn)區(qū)分海參、鮑魚與海底巖石、海草,避免誤抓、漏抓,提升作業(yè)效率。在水下通信方面,團隊提出基于可見光陣列的水下高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),實現(xiàn)多臺機器人高效協(xié)同作業(yè),同時構(gòu)建起“水下—水面—低空”一體化智能裝備協(xié)同體系,綜合利用多源信息感知,打破復(fù)雜海洋環(huán)境下的感知局限。
如今,付先平團隊自主研發(fā)的“海鷹”“海鷗”系列水下機器人已廣泛應(yīng)用于大連海洋產(chǎn)業(yè)多個場景。機器人搭載的各類傳感設(shè)備能精準(zhǔn)采集水下不同水層的溫度、鹽度等環(huán)境參數(shù);視覺系統(tǒng)實時捕捉海珍品生長圖像,結(jié)合智能模型輔助判斷生物健康狀態(tài);搭載定制化機械臂及采收設(shè)備的執(zhí)行端,能實現(xiàn)海珍品精準(zhǔn)采捕,讓養(yǎng)殖、采收變得智能高效。
2025年,智慧海洋信息科技公共創(chuàng)新平臺正式揭牌。這個由大連海事大學(xué)、大連獐子島海洋發(fā)展集團有限公司牽頭組建的平臺,聯(lián)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(fā)智能裝備有限公司等多方力量,推動科研成果更快落地生產(chǎn)一線。平臺負責(zé)人王輝兵介紹:“我們立足黃渤海近淺海特色產(chǎn)業(yè)帶,推動產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同發(fā)力。”通過整合高校科研資源、科研院所技術(shù)力量、涉海企業(yè)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,構(gòu)建起開放共享的海洋信息科技公共服務(wù)載體,使高校科研方向更貼合企業(yè)需求,企業(yè)技術(shù)難題能快速找到科研解決方案。
在平臺支撐下,一個集海域環(huán)境模擬、真實海況驗證、完善中試配套設(shè)施于一體的專業(yè)化中試基地應(yīng)運而生。“海鷹”“海鷗”等系列機器人在中試基地快速迭代升級,不斷適應(yīng)海洋產(chǎn)業(yè)新需求。如今,平臺創(chuàng)新成果廣泛服務(wù)于國家重大工程:“海鷗Ⅰ號”奔赴東北首條630平方毫米截面積海底電纜敷設(shè)現(xiàn)場,完成水下實時監(jiān)理任務(wù),保障施工安全;“海鷗Ⅱ號”投身海上鉆井平臺安裝輔助與管道巡檢工作,守護油氣開發(fā)安全;自主研發(fā)的北極科考水下機器人跟隨科考團隊出征,助力采集水下環(huán)境數(shù)據(jù);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(lǐng)域發(fā)揮重要作用,實現(xiàn)多領(lǐng)域跨界應(yīng)用。
創(chuàng)新的背后離不開人才支撐。26歲的大連海事大學(xué)博士生陳鴻銘已深度參與多個重大水下機器人研發(fā)課題。他表示:“在實踐中錘煉本領(lǐng),才是青春的模樣。”付先平介紹:“我們秉承‘在實戰(zhàn)中成長’的人才培養(yǎng)理念,通過產(chǎn)教融合、協(xié)同育人,為創(chuàng)新儲備充足人才力量。”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(fā)表論文300余篇,自主開發(fā)10代水下機器人,斬獲各類獎項20余項。從“海碰子”的深海勞作到水下機器人的高效穿梭,從技術(shù)攻堅的持之以恒到創(chuàng)新成果的落地賦能,我國海洋經(jīng)濟正以創(chuàng)新破局、向深藍奮進。















