近日，学院智能海洋航行器技术全国重点实验室王刚教授带领研究生团队以“用于近海底观测的敏捷水下机器人”（A Maneuverable Underwater Vehicle for Near-seabed Observation）为题在国际权威期刊《自然-通讯》（Nature Communications）发表近海底观测敏捷水下机器人最新研究成果。该机器人克服了传统水下机器人在近海底观测时易受沉积物扰动干扰的瓶颈，使近海底环境观测分辨率达到了厘米级别。哈尔滨工程大学是文章的唯一作者单位，王刚教授为论文的唯一通讯作者，博士研究生刘开鑫、丁明轩为共同第一作者，作者还包括研究生潘碧野、于沛业、卢大可、陈思文及张硕。水下机器人作为当前海洋探索的重要技术手段，在海洋资源探测等领域扮演着重要角色。团队发现，现有研究在应对海底复杂地形时面临诸多挑战。轮式和腿式机器人常因崎岖地形影响功能发挥，悬浮式机器人易在作业时扰动沉积物，影响作业能见度。面对机器人机动性与对海底扰动之间的矛盾，团队从基础的机器人设计方案着手，创新构型设计、环境感知技术和运动控制方法，为改善水下机器人的运动性能提供了新思路。敏捷水下机器人采用了工程化的设计思路，通过独特的推进装置构型设计，优化了机器人上升时的尾流分布，从而最小化对底部沉积物的扰动。团队采用精确的模型辨识技术与低噪声的角加速度反馈系统，获取机器人的动态特性，实时监测外界干扰。实验表明，这套算法能够有效承担相当于敏捷水下机器人自身重量30%的重物下坠产生的瞬时冲击干扰，保证了其在近海底环境中的运动稳定性。面对复杂的海底地形，团队开发了一种考虑姿态限制的轨迹跟踪算法，使敏捷水下机器人能够在复杂地形中灵活调整自身姿态，更好地适应海底地形变化。
《自然-通讯》（Nature Communications）创刊于2010年，是Nature旗下涵盖所有学术领域的综合性科学刊物，期刊关注各类科学领域有影响力的研究成果，被国内外学者高度认可，是中科院1区Top期刊。
论文链接：https://rdcu.be/d1EuP
-哈尔滨工程大学船舶工程学院-
撰文 | 王 刚
排版 | 刘帅克
责编 | 杨 衡
审核 | 倪宝玉 王 超
