从《海底两万里》小说中那艘神秘莫测的潜艇,到现代影视作品中灵活穿梭的水下探测器,人类对水下机器人的想象从未停歇。
1月15日,大河财立方记者探访了中国船舶集团七一三所建设的河南省水下智能装备重点实验室(后文简称实验室),在这里,科幻想象正一步步变为现实,推动水下机器人技术的革新与发展。
水下智能装备领域的“规则制定者”
在我们的生活中,屹立在山间的水库大坝的检修是一项极具挑战性的任务。“传统的水下设施检测需要蛙人携带摄像设备进行人工下潜作业,这不仅耗时费力、效率低下,还存在极高的危险系数,宛如在刀尖上跳舞。”河南省水下智能装备重点实验室研究团队负责人侯冬冬告诉记者,当下,水下智能作业机器人的出现,彻底改变了这一局面。
在实验室里,记者看到了“HWZ-A1”水下智能作业机器人。它能根据不同作业场景的需求,灵活装配各种作业工具,不仅配有多种型号的声呐探测设备和高清组合水下摄像机,还搭载了自主研发的六自由度水下刚性机械臂与六自由度柔性机械臂,能够广泛应用于海上风电施工与运维、海洋油气资源开发等海洋工程领域,以及水库大坝与水工隧洞病检状态检修等水利工程领域。2024年5月,试验室使用自研的水下智能作业装备,仅花费不足20小时就完成了河南省内某水库坝体下的烂污栅检查,且检测效果极佳,连传统方法中难以触及的检测死角区域也无一遗漏。侯冬冬表示:“它极大地替代了人工潜水作业,显著提升了作业的安全性和效率,赢得了雇主的高度认可,更为众多类似场景提供了全新的解决方案。”
HWZ-A1水下智能作业机器人
HWZ-A1水下作业
此外,实验室还突破了水下无线光通信技术,利用水下光通信信道模拟装置,在近距离范围内实现了兆级传输速率,成功解决水下通讯干扰强这一问题。
据河南省政协委员、中国船舶集团七一三所所长庞国华透露,该实验室在国内水下智能装备领域处于国内领先位置,并多次参与相关规则的制定。
河南省政协委员、中国船舶集团七一三所所长庞国华
“做事如攀峰,先登绝顶难。”庞国华告诉记者,实验室自成立之初,便瞄准了鲜有人涉足的水下领域。
海洋虽蕴藏着丰富的资源,但存在高压高盐、复杂浪流环境、能见度低、水下通讯困难等挑战,为海洋的认识与开发设置了重重障碍。“水下机器人是重要的作业工具,唯有建立自主可控的水下装备与技术体系,才能打破西方垄断地位。”庞国华介绍,自2020年3月通过河南省科技厅验收以来,实验室始终围绕国家和河南省智能装备中长期发展规划,致力于水下智能装备的前沿性、基础性和创新性研究。
赋能上下游百余家企业
助力河南“7+28+N”政策
“实验室立足河南,服务河南产业发展责无旁贷。”庞国华表示,实验室的成果不仅限于水下机器人的研发,更在于其对河南机器人产业和工业的赋能。近年来,实验室以新型无人水下智能作业机器人、水下无人航行器、智能组网探测群组机器人为代表的一系列产品,在昆明水域、三亚海域、黄河中下游段、登封水域、洛宁水域等地均高质量地完成了合作任务,有力推动了当地民营企业的发展及产业的进步。
同时,实验室与深度合作伙伴国家超级计算郑州中心、黄委会黄河水利科学研究院、水利部华北水利水电大学达成了合作协议,形成了“人才-成果-项目-产业”的融通发展链路。
在推动地方经济发展方面,实验室还与多家本地企业建立了紧密的合作关系,通过技术转让、联合研发等方式,带动了上下游产业链上数百家企业的发展。
值得一提的是,中国船舶集团七一三所积极参与河南省“7+28+N”产业链群建设,致力于将创新技术和成果转化为新质生产力。据统计,仅2024年,该所在机械制造、电子信息、新能源等领域的研发投入就近5亿元。经过多年的不懈努力与深耕细作,七一三所先后研发出了驱动与控制系统、无人智能调运系统、高铁智能装备、城市轨道交通智能装备、民航智能装备、特种机器人等科技创新成果,为河南产业升级积极提供“七一三方案”。
掌握核心科技 聚焦价值创造
“科技创新是推动产业发展的核心动力,而‘科技+’则是一种将核心技术进行转化和应用的有效方式。”庞国华表示,要与技术做伙伴,想要支撑海洋强国、制造强国、科技强国战略目标的实现,必须坚持科技自立自强,拥有一流的装备和技术。
在水下领域,庞国华表示,实验室将继续瞄准国家新质新域装备建设、深海采矿、海工/水利行业智慧运维等需求,围绕水下智能装备应用场景,建设一批具有代表性的试验设施,推动一批水下智能装备产品的研制和产业化。“我们有理由相信,在不久的将来,河南省水下智能装备重点实验室将完善战略性、基础性、前沿性科学创新体系建设和顶层规划,在供给端和转化端同步靶向发力,成为国内一流的水下智能装备实验室,为我国的海洋强国战略和黄河流域生态保护和高质量发展战略贡献更多力量。”
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