水下150米機器人已用于水產養殖水體指標監測 |
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2015-03-29 09:30:00 水產養殖網 出處：當代水產
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水產養殖業的水下監控設備，這幾年也有不少企業關注和涉及，基本都是做到水下2-3m。第一次見到青島羅博飛海洋技術有限公司（下稱“青島羅博飛”）的總經理馬秀芬，她告訴本刊記者，他們的水下機器人已經做到150m的深海探測，對于普通的池塘水體以及深海網箱養殖探測都能完成，且圖像清晰，指標誤差小。這對于我們了解水體未知的世界，魚蝦生活的具體環境真是一個不小的突破。
馬經理告訴記者，水下機器人，除了可以清晰成像，還可以感知水下的溫度、深度、鹽度、pH值、溶解氧等指標，公司以水下機器人為感知點的物聯網遠程監測系統和大數據庫，為有序養殖和深海養殖提供了技術支撐。
從事水產的朋友，您心動了嗎？欲知詳情，請看生產廠家青島羅博飛總經理馬秀芬的詳細解讀。
《當代水產》：您從事水下機器人研發的初衷是什么？
馬秀芬：我從2005年代理法國、挪威、美國等國外海洋裝備、水下機器人、漁業裝備，與中國海洋大學、黃海所、中科院海洋所等客戶都有緊密合作。由于當時國內沒有掌握水下機器人的核心技術，當機器人出現任何問題時只能全部返廠。返廠時間較長，最短需要6個月，長則需要1年多，而且費用特別昂貴。這樣一來，國內的客戶非常被動。2008年，我從德國請了一個博士和大連理工的老師合作，一起研究水下機器人課題，并解決國外水下機器人的技術支撐問題。2011年，我參加了科技部主持的海工裝備科技成果轉化會議，發現國內科研機構主要從事深遠海海洋裝備研究，但因為沒有市場的驅動，成果轉化很難。專家們提出建議，要想成果轉化，小型水下機器人是一個方向，這次會議讓我找到了方向和發展空間。2013年，我們注冊成立公司——青島羅博飛海洋技術有限公司，搭建起了學科結構合理、德國歸國博士帶隊的研發團隊，正式開展水下機器人的研發和產業化工作。當時我選擇成立公司主要是出于三方面的考慮：一是因為我看到了漁業現代化的趨勢和市場的需求；二是我知道國外水下機器人的優缺點；三是我們做好了技術儲備和人才儲備。另外，我還有個夢想，就是讓養殖環境透明、養殖產品溯源，讓老百姓吃上安全的水產品，讓優秀的水產企業樹立品牌，實現可持續發展。公司成立一年多時間，我們形成了5大產品和2個系統，包括水下機器人、網箱觀察器、拖航觀測器、手持式觀測器、洗網機、水產養殖監測系統、生物容量評估系統。所有產品以用戶需求為導向，注重自主創新，具有很強的穩定性，大連獐子島、黃海所、黃島漁業局等客戶都已購買。
《當代水產》：國外的水下機器人達到了什么樣的水平？
馬秀芬：國家海洋技術中心主任羅續業曾講過：目前我國的水下機器人與國外先進水平還有一定的差距，我們必須加強自主創新，盡快趕上。目前，全球ROV價值鏈已經初步形成，高端研發、品牌營銷及服務把控在美國和歐洲主要國家之中。我國水下機器人的研究與國外較為接近，但由于核心材料和核心技術受制于人，我國的水下機器人的產業化還走在路上。由于國外養殖業不發達，國內養殖還處于無序狀態，對水下機器人的需求少，國外水下機器人的研究同樣關注點在深遠海，對水產養殖需要的水下機器人研究少、產品少，價格高且沒有后續服務。目前，我們公司注重機器人小型化、功能集成化，不斷提高技術水平和服務水平，降低產品價格，在這個領域已經走到了世界的前列。公司機器人的穩定性和先進性在2014年的東江湖救援就是一個很好的案例。當時事故水深超過100m，只有我們家的機器人可以進沉船船艙，“飛魚”機器人在水下工作了3天，沉船和失蹤人員都是由我們的機器人找到。經過這次檢驗，大家看到了我們在做產品。
《當代水產》：據了解，貴司的水下機器人的潛水深度在國內并不多見，能達到150m，您能否談談它的關鍵技術所在？
馬秀芬：150m水深的壓力達到了15個大氣壓，對于水下機器人的水密殼體強度要求很高。然而，作為微型水下機器人，勢必不能采用太厚重的設計。為了設計這樣一個輕質薄壁的高強度外殼，我們的研發團隊借鑒了國外水下機器人的優秀設計，同時加入了一些獨創的內部結構，幫助分擔外殼的壓力，最終達到了耐壓150m的目標。
為了測試水密殼的性能，我們自制了耐壓測試設備，對每個水密結構進行了多次測試和改進。目前定型生產的水下機器人都要進行250m深度并持續3天的壓力測試，以確保長期可靠的防水性能。
《當代水產》：不難想象，開發水下機器人的技術含量是非常高的，那您覺得研發過程中有哪些技術難點是別的公司所不能攻破的？
馬秀芬：目前市場上研發水下機器人的公司比較多，但是需要解決幾個難點。第一個難點就是它在水下的姿態。很多人都誤以為這是個很簡單的事情，但并不簡單。因為在水下有水流，水流對機器人的影響是非常大的，機器人要解決重力和浮力的問題才能更好地抗流，越小的機器人實現的難度越大。我們的機器人設計時就進行了水動力學的仿真計算，并做了多次復雜流場中的實體試驗，保證了機器人在水下穩定的姿態。
其次，因為我們研發的是ROV機器人，也就是帶了線纜的機器人。線纜對水下機器人的影響是非常大的。當線纜超過50m的時候，它在水下的阻力相當于機器人本身的動力。所以說解決纜線纜的浮力和低阻特性問題是關鍵。我們獨立研發的線纜直徑只有6mm，達到了國際上的先進水平，現在仍在不停地改進。
第三就是通用接口的問題。國內外同級別的水下機器人僅有針對特定設備的專用接口，一臺機器人只有一個附加功能，且不能更改，嚴重限制了微型水下機器人的普及應用。我們的水下機器人是世界第一個配備通用接口的產品，通用接口可以讓一臺機器人攜帶pH值、鹽度、溫度、溶解氧、濁度等傳感器，也可以帶一個小型機械臂，相當于給水下機器人配備了USB接口，能按需要換用任何附加設備。我們有一些成功的案例，例如哈希等，都可以任意連接，使用非常方便。
《當代水產》：水下機器人測水質、pH值、鹽度等參數的原理是什么？具有哪些優勢？
馬秀芬：測量水質參數都依靠水質探頭來實現，原理上一般是通過光學或電化學的方式感知水中特定物理量的變化，然后通過精密的電路來將感知的信號轉換成相應的度數?，F在國外還開發出了水質芯片技術，將探頭和轉換電路大幅縮小，集成在一個芯片上。我們的水下機器人目前采用的是前一種結構，同時也在研發水質芯片的集成應用。
以前做一個課題，在出海檢測時需要帶一卡車的裝備，但現在只需帶一個巡海機器人，所有需要的水質數據，包括溫度、深度、鹽度、pH值等都能感知，做到了集約化和小型化，解決了客戶使用上的困擾。這點有些類似手機，以往手機的功能基本就是打電話、發短信，但是現在的手機雖然越來越小，越來越薄，但是功能非常多，我們的機器人也是這樣。
可能很多人會質疑機器人的技術含量，會拿我們的機器人和國外一些大型水下機器人做比較，但兩者的應用領域完全不同，大機器人主要用于深海工作，一般都有特定的用途，而且由于塊頭大，無法實現靈活的部署和應用。我們的機器人，雖然外觀比較小，但我們要在小型的機器身上實現多功能、集約化的目標。打個比方，顯微鏡，有體積龐大的天文望遠鏡，但也有置于人體，用來觀察人體內部情況的超微型顯微鏡。我們的機器人雖然小，但它的技術含量一點也不低，“麻雀雖小，五臟俱全”。
《當代水產》：水下機器人在水產養殖領域的實際應用有哪些？
馬秀芬：我們公司水下機器人在水產養殖里主要應用于水下觀測，這就等于給了養殖人員一雙眼睛?，F在國內的水產養殖出現問題，很大一部分原因是看不到水里的情況，沒法對癥治療、智能管理。其次是用于監測水質。包括對鹽度、溫度、pH、溶解氧、渾濁度、氨氮等各個方面實時檢測，對養殖環境的變化及時了解，對養殖的突發狀況作出預警，提高養殖產品的安全程度。第三，水下機器人作為一個移動平臺可以搭載工具進行作業，如海參的捕撈等，大大降低了人工成本，提高了工作效率。
此外，我們的水下機器人是基于物聯網技術的多功能微型機器人，各種水質數據和視頻數據通過智能終端將信息傳遞到陸地中控室，再由陸地中控室服務器將收到的信息對外發送到用戶手機、電腦等智能終端。用戶通過終端觀看視頻及水質參數，根據養殖需要發送增氧投餌等指令，實現對養殖水域的遠程全方面監控、養殖的全程自動化，實現遠程診斷和專家服務，降低企業成本，降低養殖風險，必將促進海水養殖事業的發展特別是推動人工魚礁養殖、深海網箱養殖以及大型抗風浪網箱養殖事業的發展。
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