CMCV
主办单位：中国造船工程学会
学术媒体支持：水下无人系统学报
全国海洋航行器设计与制作大赛是面向全日制非成人教育在校生的综合性竞赛项目。经过十三年的发展，现已成为我国船舶与海洋工程领域内层次最高、规模最大、覆盖面最广的竞赛。2024年，大赛共吸引了386家院校和科研机构、2555支队伍、13559名师生参赛。最终评选出特等奖76个，一等奖165个，二等奖174个。
《水下无人系统学报》作为中国造船工程学会会刊，持续关注并积极推广该项赛事。为充分展示新时代大学生的创新思维和实践能力成果，不断激发青年创新团队科研探索热情，同时为公众了解海洋航行器设计魅力、普及相关科学知识和技术原理、促进知识的共享和技术传播广度，我刊官微特开设专栏展示参赛团队优秀获奖作品，如有感兴趣团队欢迎踊跃报名，感谢关注。
特等奖
获奖作品
B组 翼海神游
——水中智眼仿生蝠鲼
团队简介
指导老师：陈新军、李莹春
成员姓名：吴亦航、王阳莹、毕林镪、王其伟、卫纯勇
指导教师点评
上海海洋大学 海洋生物资源与管理学院
陈新军、李莹春老师
团队从鱼类行为学出发，从形态、运动、结构、材料等各方面进行仿生，实现生物外轮廓拟合，动态全运动模拟，达到翱翔海洋、“以假乱真”的目的。同时，仿生鱼凭借高效、节能、低噪、隐蔽等性能优势，可广泛应用于远洋捕捞、深海勘探等领域，对发展海洋经济、维护国家主权意义重大。
采访实录
仿生蝠鲼的主要功能有哪些？
答：一是基本航行功能；二是定点布放与回收功能；三是传感器与硬件集成能力；四是安全示警功能；五是图像采集与水雷识别功能。
本团队作品的优势体现在哪里？
答:一是拟生物性优化，利用“两侧硬，中间软”结构，抑制涡旋，确保稳定性。采用双层布线并优化CPG神经网络增强灵活性与韧性；二是隐身技术的实现，集成了生物学，红外、声学、电磁等多重隐身技术。
获奖作品介绍
研究背景及意义
在海洋渔业资源观察、海底地势测绘等民用领域，传统的刚性水下机器人存在效率低、噪音大、机动性和隐蔽性差等问题。相比之下，仿生蝠鲼凭借其仿生结构和柔性设计，能够显著提升机动性和隐蔽性，减少对环境的扰动。其灵活性高、共融性好、多功能等优势，使其在军事侦察，海底地势地形测绘等领域展现出广阔的应用前景，进而对保障国家海洋安全、开发海洋资源和保护海洋生态环境具有重要意义。
本项目不仅具备了四重隐身性能，确保在水下作业时的隐蔽性和安全性，还搭载了智慧之眼，能够实时处理和反馈信息，为指挥部提供精确的全局态势感知，结合其强大的负载能力，以及多次模拟仿真改进的运动模型，使得该项目能够具备较高效能的同时灵活应对多种复杂的水下作业需求。
总体设计
团队选择双吻前口蝠鲼作为仿生对象，对其外部结构、内部结构和运动方式进行了创新突破。从生物的外部结构来看，蝠鲼主要由胸鳍、本体和尾部三个部分组成，通过对鳍的推进方式实现运动驱动。为了提高仿生系统的性能，根据组织连接处的特点优化了驱动器的安装方式。同时，在内部结构的细节特征上，详细考虑了硬件的安装位置，以便实现大负载和高机动性。
创新点
1.拟生物性优化：团队精准模拟蝠鲼，利用其“两侧硬、中央软”结构抑制涡旋，提升航行效率。
2.隐身性能实现：通过超仿生原型设计，使其具有极强的环境融合性，具备多种隐身技术，如红外隐身、声学隐身、电磁隐身等。
3.设备集成一体化：利用仿生蝠鲼的负载优势，集成硬件与主控，实现功能可视化于上位机，优化控制，提升操作便捷性。
4.承载效能提升：本代蝠鲼仿生航行器的体型翼展扩展，可承载8公斤的载荷。在不影响传统航行器整体阻尼系数的前提下，还允许额外在其腹部或其他阻尼系数小的地方挂载各种负载。
5.协同侦察扫雷：在蝠鲼头部安装摄像头并在其搭载的昇腾芯片上部署YOLOv8算法，从而实现对于水雷数据的边缘化处理和对全局信息的掌握，并对上位机进行实时反馈。
应用前景
作品创新性地以全国产为核心——选用香橙派AIPRO提供强大的AI算力实现图像识别，通过交换机实现与地面通讯和摄像头数据的传输，且与stm32经串口通讯，完成对于蝠鲼的操作以及声呐等传感器的控制，其算力结构的优化及负载能力的提升，在军事侦察和反潜作战、全局无人感应排雷系统、海底地势地形测绘、海洋光诱渔业等领域都大有可为。
航行器图片/视频集锦
作品图片
实物图
上机位界面
水雷场景
视频展示
动作演示
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速览
《水下无人系统学报》是由中国船舶集团有限公司主管，西安精密机械研究所和中国造船工程学会联合主办的综合性学术期刊，现为中国造船工程学会会刊，中国科技核心期刊、JST、Scopus收录期刊，连续入选《科技期刊世界影响力指数（WJCI）报告》，以及中国科协航海领域、舰船科学领域、兵器科学与技术（武器工业）领域高质量科技期刊。主要收稿范围: 水下无人系统、水下信息网/系统、水下声学及非声探测、水下无人平台、水下预置系统、无人水下航行器（UUV）、无人水面艇（USV）、水中兵器、水下集群与跨域协同、有人-无人协同及水下作战体系等方面内容。
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