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。
B组 川行者：基于视觉导引的多模态水下采样机器人
团队简介
指导老师：王健、高睿
成员姓名：钱畅、郭品栋、段宇擎、张健、冯洋
指导教师点评
上海交通大学
王健、高睿老师
采访实录
"川行者"的主要功能有哪些？
答：一是爬游一体化；"川行者"能够切换爬行和游动两种模态，对环境的适应能力强，爬行状态不易扰动海底沉积物，对海底环境影响小；二是视觉导引；"川行者"能够自动识别并抵达标记的目标，有助于水下探测，实现自主作业。三是搭载往复式柔性机械手，具有较高适应能力，能够在不同环境下开展采样工作。
目前仍然存在的局限性有哪些？
答: 第一，由于研究时间限制，当前系统试验较少，尚未在复杂海底环境中对系统的稳定性与可靠性进行全面的测试和评估；第二，当前研究主要集中于模态转换与视觉导引，对于采样系统的关注不够，其采样效率和自动化程度有待验证。在后续研究中，我们将对本项目的研究成果进行迭代升级，建立完整的多模态水下采样机器人。
获奖作品介绍
图 1 总体组件建模
研究背景及意义
随着水下机器人在海洋应用中的复杂程度和精细程度逐步提高，人们希望水下机器人不止能够完成对海洋环境的观测与感知，更希望其能够在非结构化的环境中与周围物体进行交互。在这个背景下，由传统的水下机器人搭载多功能机械臂组成的水下机器人—机械臂系统(underwater vehicle manipulator system，UVMS)应运而生，目前UVMS对环境中目标的干预抓取任务通常是由专业操作人员在水面经由光缆通过远程手动遥控实现。然而，由于水下数据传输时延、人的分辨反应能力及长时间高度紧张工作等多方面的因素，回路中人的操纵将变得越发困难并最终导致系统工作效率显著降低。因此，开发具有多模态的灵巧水下采样机器人以满足未来更多元的水下探测和作业任务，对于探索和开发海底资源具有重要的意义和经济价值。
总体设计
本项目寻求改变传统的运动模块结构，设计爬行-游泳一体式运动方式。该一体式机构需具备爬行与游动两种运动模式。爬行模块考虑尽可能减小对海床的扰动，同时能够提高移动效率；游动模块与爬行机构相结合，能够更大程度提高机器人的机动性。
图 2 总体渲染图
创新点
1.爬游一体设计
提出了一种爬游一体化的概念，真正实现了将爬行和游动设计到了同一个结构上，二者不再相互独立，而是紧密相连。
3. 游动模态设计
4. 视觉导引功能
应用前景
航行器图片/视频集锦
作品图片
实物图
三视图
视频展示
川行者：基于视觉导引的多模态水下采样机器人演示视频
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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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