水下机器人实际应用有哪些？
参观“泰坦尼克号”
1912年4月15号，一场震惊世界的大惨案发生了，号称“不沉之船”的当时世界上最大的豪华邮轮“泰坦尼克号”，在其处女航中与冰山相撞，在距纽芬兰368海里的地方沉入3797米深的海底，1523名游客及海员遇难，仅有705人得救。
沉没的泰坦尼克号
70多年后的1985年9月1日，美国伍兹霍尔海洋研究所的罗伯特。巴拉德博士和他的两位同事来到了出事地点，希望能揭开泰坦尼克号沉没之谜。他们乘坐的阿尔文号潜水器重13801公斤，最大潜水深度为4511米，最大下潜速度为18～30米/分钟。阿尔文号带有一台长约0。71米的有缆遥控机器人，名叫“小杰森”。“小杰森”装有一台高分辨率的摄像机和强大的照明系统，他可以探测从前无法达到的大洋的最深处。这一天，阿尔文号花了两个多小时下潜到海底，他们三人的眼睛都盯在监视器的荧光屏上。突然，就像黑暗中的幽灵似的，泰坦尼克号的一只巨大的锅炉出现在他们的眼前，这真是激动人心的发现！
（旁注）考考你
（旁注）“阿尔文”号探索泰坦尼克号沉船遗址是在什么时间？
1986年7月，巴拉德博士的小组又回到了这个地方。7月13日，阿尔文号用它的7盏明亮的灯光照射着北大西洋黑暗的洋底，三位科学家在前进中搜索着，希望能找到可能就在附近的巨大邮轮的蛛丝马迹，水母和鲨鱼不断从阿尔文号的窗口旁游过……
渐渐地，泰坦尼克号的巨大船头隐隐呈现在黑暗之中。科学家们都兴奋起来，他们是74年以来首次见到这艘不幸沉船的人。巴拉德首先发现了覆盖着全船的尘迹，他们把它叫做“锈粒”。在过去人们散步的船上走廊中，鼠尾鱼、海星及海蜇在漫游。“小杰森”从楼梯间折断的天窗里钻进沉船中。泰坦尼克号上的许多东西如吊灯及玻璃镶板仍然待在原来的位置上。“小杰森”搜索了船头、船身、了望塔及驾驶台，它看到了由4个烟囱及玻璃拱顶留下的大洞。当三位科学家看见船体的主要部分都覆盖着淤泥时，他们感到非常失望，因为泰坦尼克号到底是怎样沉没的这个秘密仍然是个谜。以后的12天中，他们又下潜到沉船残骸处11次，并在距船头约1英里处发现了船尾的残骸。
（旁注）考考你
（旁注）什么是“锈粒”？
1994年夏天，法国海洋开发研究所的“鹦鹉螺”号潜水器也到沉船地点考察，该潜水器的潜深为6000米，有3名乘员，并带有一台名叫“罗宾”的小型机器人。9月份，罗宾进入沉船搜索，它进到乘务员室，通过摄像机发现那里的保险柜不见了。它还找到了当时泰坦尼克号所属公司董事长伊斯梅勋爵的特等舱套房。“罗宾”还检查了装有3800袋邮件及30个大木箱的邮件舱，结果找到了一只水晶花瓶，一些乐器，一只大铜盆及盆内放着的盘子及很多餐具，还在一个小保险箱内找到了珠宝、金块和钞票。机器人共找到3600件物品。
（旁注）考考你
（旁注）小机器人罗宾共找到多少件物品？
“罗宾”还发现了一个秘密，邮轮的右舷并没有裂缝，裂缝是在船底，轮机舱也没有发生爆炸，这与过去调查人员得出的结论完全不同。1994年10月，“罗宾”找到的物品连同以前在泰坦尼克号中找到的东西，都在伦敦海事博物馆内展出。
1998年好莱坞大片《泰坦尼克号》在全世界引起轰动，致使各旅游公司特别看好开发水下旅游资源。在拍摄该片时，俄罗斯海洋研究所租给美国两艘深海潜水器“和平1号”及“和平2号”，用于水下实地摄制。该片的火爆，增加了人们对海洋深处和“泰坦尼克号”沉船的好奇。据说，至今到海底见过“泰坦尼克号”残骸的不过三四十人。因此，俄罗斯海洋研究所正计划与一家英国公司签订一份获利丰厚的合同，吸引游客参观沉没的“泰坦尼克号”。
查林杰海渊探险
（旁注）考考你
（旁注）世界上最深的海沟是什么海沟？
海渊探险
马里亚纳海沟是世界上海洋中最深的海沟，马里亚纳海沟的最深处叫查林杰海渊，它的名字是为了纪念发现它的英国“查林杰8号”船而得名的。那么查林杰海渊究竟有多深呢？1951年，查林杰8号探测出的深度为10836米；1957年，前苏联的Vityaz号船利用声波反射装置测量的深度为11034米；1960年，美国的载人潜水器“的里亚斯特号”成功地到达查林杰海渊的海底，利用铅锤测量得到的深度为10912米；1984年，日本的卓阳（Takuyo）号船测出的深度为10924米；1995年3月，日本的海沟号潜水器测得的深度为10911.4米。
（旁注）考考你
（旁注）在海底，唯一可用的通信方法是什么？
1986年，日本海洋科技中心开始计划研制“海沟”号无人潜水器，1990年完成设计开始制造，经过6年的努力，研制出海沟无人潜水器。海沟号长3米，重5.4吨，耗资5000万美元。它是缆控式水下机器人，装备有摄像机、声呐和一对采集海底样品的机械手。它的目标很明确，就是要考察查林杰海渊。
由于光波及无线电波均无法达到海底，因而声波是唯一可用的通信方法。在海水中声的传递速度为1500米/秒，要由母船到达10000米以下的海底需要7秒钟的时间。如果真的遇到紧急情况，如前面发现一块大石头，要想通过声波遥控实现避障，几乎是不可能的，等上面的控制指令到达机器人时，机器人也许早已焦头烂额。因而“海沟”号与母船之间采用光缆通信。由母船发出的信号以及由“海沟”摄像机拍摄到的实时图像信号均可通过光缆传输，操作人员可观察监视器上的图像，在母船上对“海沟”号进行操作。“海沟”号潜水器分为两个部分，一个是中继站，它与母船通过一次缆相连；另一个是潜水器，它通过250米长的二次缆与中继站相连。中继站自己不能运动，依靠母船的拖曳。它带有摄像机、声呐等，它所带的深度计可由海水的压力计算其深度。(www.xing528.com)
（旁注）考考你
（旁注）请用自己的语言介绍一下“海沟”号无人潜水器？
日本海洋科技中心原来打算于1992年夏天使“海沟”号下潜到马里亚纳海沟，但由于它的脐带缆碰上了暗礁，不得不停止该计划。
1994年3月，在同一海域进行的深潜试验再次失败。在潜水器下潜到距海底仅2米（10909米）时，由于连接潜水器与中继站的通信缆中的光缆承受不了近1100个大气压的水压而变形，使信号中断，图像消失，试验只好中止。光纤变形的原因是由于电缆内存有间隙。
1995年3月，“海沟”号又一次在同一地区进行深潜试验。接受以往的教训，这次作了充分地准备。例如在电缆中充填了软合成树脂以保持其柔软性；在陆地上进行了1160个大气压下的高压试验，反复进行了6500米深的潜水试验等。
（旁注）考考你
（旁注）什么是修正水深？
1995年3月4日，海沟号由母船“横须贺”号搭载，在查林杰海渊进行了预演，当下潜至10000米时，一切均十分顺利，仅发现中继站有漏油现象，不过问题不大。
3月24日进行正式试验，上午7时54分，“海沟”号由母船尾部的吊车吊起放入水中，12000米长的一次缆以人步行的速度缓缓放向海底。在母船操作室内的17个监视器显示出潜水器发回的图像资料。上午9时31分，下潜深度为5000米，10时50分达到10500米，10时58分下潜到10800米，中继站停止下潜，11时13分，潜水器脱离中继站，继续下潜。终于在11点22分，经过三个半小时，潜水器到达查林杰海渊的底部。这时测深表的水深值是10903.3米，修正水深为10911.4米。修正水深是根据水压测定的值，通过含盐量、水温资料修正的深度。“海沟”号创造了事实上的世界潜深纪录。此前的世界纪录是由“的里亚斯特"号在1960年创造的，潜深为10912米，由于当时的测量技术不发达，实际深度没有这么深。海沟号的潜水深度实际上比“的里亚斯特”号深了15米。“海沟”号还进行了试样采集及拍摄等考察活动，并用机械手将一块书有“海沟”字样的纪念碑树立在海底上。
（旁注）考考你
（旁注）目前深海考察的最大障碍是什么？
从传回的图像可以看到，海底的泥土是茶色的，还看到一些白色的像海参一样的生物，它们弯曲着身体游动着。当两分钟后海沟号回到纪念碑处时，看到有数条小鱼游向作为饵料的物品处。在此之前，确认有鱼的最深的纪录是8370米。
下一步打算用海沟号对海沟的深处进行考察。由于海沟中的板块深入日本列岛，容易引起地震。利用海沟号上的摄像机可准确地观测板块的运动，用它的机械手设置地震仪可预测地震。目前深海考察的最大障碍是潜水器与母船之间的脐带缆，因此，发展自治水下机器人应当是它前进的方向。
从历史来看，每当一个新的潜水器问世，就会有一些新的发现。深海6500号就曾在造成1933年大地震3000余人死亡的三陆冲地震的震源处，发现了地震的痕迹和大裂缝。美国的载人潜水器阿尔文号，在东太平洋的加拉帕戈斯群岛附近的海底，首次见到海底冒出的黑色烟雾。占地球表面70％以上的海洋，其海底是人类寄予最大希望的最后领地，更新的深潜器将为它的探测及开发作出更大的贡献。
应用于核电站
位于成都双流的中科院光电技术研究所发挥在光、机、电领域的技术优势，研制成功"水下异物打捞机器人”，目前即将交付大亚湾核电站使用。这是我国目前针对核电领域自主研发的首台“水下异物打捞机器人”。
“水下异物打捞机器人”可用于对核电站反应堆堆芯上下部堆内构件吊出和回装堆芯时进行水下监视观察及对落入异物进行打捞，并为解决这一问题提供了最优解决方案。
（旁注）考考你
（旁注）水下异物打捞机器人有什么特点？
该设备由水下爬行机、二维云台、电视摄像系统、图像压缩存储系统、机械手清扫机、水下吸泵和操控器所组成。可拾取落入水池中的螺丝刀、扳手等相对较大的异物，也可扫取螺钉等相对体积小的异物。水下吸泵可打捞l公斤以内异物。机器人集信息融合、水声通讯、集成技术等10余个学科的尖端技术于一体，具有对水下目标自动识别、探测、作业等能力。
该机器人与国外同类产品相比具有以下特点：体积小、运动灵活；成本低廉；爬坡能力强，行驶速度高；运载能力强；针对异物种类机械手可轻松拆换等等。
水下机器人是21世纪海洋高科技领域的支撑性技术和装备。该设备作为中科院光电所具有自主知识产权的创新成果，为我国水下机器人轻小化和智能化的发展提供了技术基础。它的研制成功，将提高我国核电领域水下支撑设备的核心竞争力，创造巨大的社会效益和经济效益。
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