水下機器人，帶你傾聽“大海之聲”
Once more you open the door
And you＇re here in my heart
And my heart will go on and on
——《My heart will goon》
1912年4月14日是一個令人惋惜的日子，泰坦尼克號從英國南安普敦（Southampton）出發(fā)，途經(jīng)法國瑟堡－奧克特維爾（Cherbourg－Octeville）以及愛爾蘭（此時為英屬）的皇后鎮(zhèn)（Queenstown，1849年改名為Cobh），計劃中的目的地為美國的紐約，開始了這艘“夢幻客輪”的處女航。
但是，泰坦尼克號在航行中撞上冰山，造成了當時在和平時期最嚴重的一次航海事故，也是迄今為止最為人所知的一次海難，共1502人罹難。
泰坦尼克號沉船前的最后一張照片（1912）
近百年后，RMS泰坦尼克公司組成了科學家小組，進行了對泰坦尼克號的水下探測。這支科學家小組使用數(shù)臺水下機器人對殘骸進行考察，拍攝了數(shù)千張照片以及數(shù)小時的影片。泰坦尼克號的殘骸現(xiàn)在正安靜地躺在2．5英里（約4000米）的水下。一張張高分辨率照片顯示出泰坦尼克號的船首部位，圍欄和錨清晰可見。
水下機器人拍攝的船首與船錨
而日前，英國東英吉利大學皮埃爾教授利用幾臺“海洋滑翔機”實現(xiàn)了北大西洋和南冰洋的“海洋之聲”探測，其通過迅速而隱蔽的行動和僅發(fā)出微小的聲音，能夠在水下悄無聲息的穿行。
其可以在幾個月內(nèi)穿行幾千公里，期間可以記錄下魚類等海洋生物發(fā)出的聲音，給科學家研究和保護海洋生物提供數(shù)據(jù)支持。海洋滑翔機通過衛(wèi)星與地面科學家取得聯(lián)系，收集的數(shù)據(jù)有利于幫助海洋科學家繪制海洋的生態(tài)譜圖。
從“上天”到“下�！保聶C器人作為機器人新形態(tài)的出現(xiàn)也為人工智能的發(fā)展拓寬了領域，而作為發(fā)展的新方向，其也應“大有可為”。
深海競爭領域中的“新藍�！�
近年來，在無人機市場的帶動下，水下智能機器人產(chǎn)品也開始嶄露頭角，并在資源調(diào)查取樣、打撈和軍事等方面獲得廣泛應用。特別是近日在高交會上亮相的眾多水下機器人，不僅展示了其技術，也體現(xiàn)了水下機器人發(fā)展的潛能和后勁。
當視野從天空、陸地逐漸轉向海洋，智能相對論分析師柯鳴認為，水下機器人的發(fā)展大有前景。隨著人工智能技術與機器人硬件的逐漸完備，水下機器人的“深海競爭”也將日趨激烈。
1．尚未充分開發(fā)的“藍海市場”
水下機器人，一直給人以神秘莫測的印象，也一直未曾走進大眾的視野中，其與空中無人機市場的火爆形成著鮮明的對比。而實際上，水下機器人市場，是一片容量巨大、潛力巨大的優(yōu)質(zhì)市場。但就目前而言，還沒有被充分開發(fā)，消費人群基數(shù)較大。
從第一艘無人遙控潛水器在1953年問世，此后水下機器人一直是活躍在軍工領域，或科研院所的實驗室內(nèi)。美國是世界上最先開展水下機器人開發(fā)的國家，也擁有最先進的技術。
斯坦福大學一支隊伍就研發(fā)了一款水下類人機器人名為OceanOne，它的背部安有計算單元、電池、推進器，能像真人一樣游泳，身高為5英尺，并使用人工智能和觸覺反饋系統(tǒng)，可向終端設備傳遞機器人手持東西的感受。
斯坦福大學研制的水下機器人“OceanOne”
從業(yè)界發(fā)展來看，整個水下機器人市場總量非�？捎^，大致可分為消費級市場和企業(yè)級市場，尤其是在企業(yè)級市場，許多高危、復雜、以及人力無法操作的水下工作將逐漸被水下機器人所取代。
據(jù)市場研究公司IDC日前發(fā)布的公告預測，2018年全球的機器人和無人機市場規(guī)模將達1031億美元，比2017年增長22．1％，機器人市場趨熱，而水下機器人作為機器人行業(yè)新的應用場景將會有更多的機會。
相比于無人機在技術和產(chǎn)品上都較為成熟并已被消費級市場接受，水下機器人在技術和產(chǎn)品形態(tài)上都有待開發(fā)，產(chǎn)品的價格也較為昂貴。但從市場格局上看，目前國內(nèi)水下機器人市場的玩家并不多，相對優(yōu)秀的也不到十家，更是沒有巨頭稱霸，市場正處于起步階段，尚未被“充分開發(fā)”。
2．滿足海洋探索需求大有可為
在傳統(tǒng)的觀念上，水下機器人的應用領域更多為軍用和工業(yè)，其主要實現(xiàn)海底資源探測、開采以及海底救援等任務。
但是，隨著不過，隨著互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、智能制造等技術的發(fā)展和民眾生活水平的提高，大眾對于水下領域的探測需求也在日益增長，水下智能機器人的市場正在一步步向商業(yè)、民用等領域擴張。隨之而來的，就是各種形態(tài)的水下潛航產(chǎn)品，例如較為偏C端的形態(tài)各異的可供娛樂、科教片拍攝的消費級水下機器人。
如今，水下智能機器人已開始為大眾所熟知，除可在水下移動探測之外，在搭載了如視覺、感知、人工智能和自動平衡等技術后，航速、下潛深度、拍攝畫面的清晰度等都有了極大的提升，其已可以滿足基本海底無人操控的需求。
3．應用領域相當廣泛
從水下機器人的市場表現(xiàn)來看，其應用領域也是相當廣泛的。比如在水產(chǎn)養(yǎng)殖上，我國許多底播增殖型海洋牧場采捕仍用的是人力，工具也相當原始，這對于養(yǎng)殖者來說，不僅勞動強度大、生產(chǎn)效率低、采捕成本高還具有極高的安全風險。而水下機器人的興起和發(fā)展可以幫助漁民們輕松解決這些問題。
水下機器人在管道清潔領域也將大有作為。我國因為人口分布不均，城市管道面臨著堵塞、年久失修等問題。如果運用水下機器人進行管道的檢測，就可精準定位需要修理的管道，避免了大規(guī)模挖開地面，重新安裝的方式，節(jié)省了大量的人力和時間，保障了城市交通的正常運行。
在娛樂消費端，水下機器人也有相當廣泛的市場。隨著潛水運動的興起，我國擁有潛水證的人群已達1．5億，越來越多的人對深水運動感興趣，因此也給C端市場帶來了機會，比如海洋館、游樂場、科技館等娛樂場所就需要水下機器人監(jiān)控水域環(huán)境，實時進行信息反饋，避免人員溺水和傷亡事件的發(fā)生。在個人消費領域，小型的水下機器人還可用于水下拍攝，攜帶方便。
“上天下�！�，是幻象還是行業(yè)風口？
如今，水下機器人行業(yè)如今的發(fā)展速度已有了明顯的提升，加之其應用場景的擴大，越來越多的公司開始進入這一領域。但僅就國內(nèi)當前情況看，即便入局較早，但入局者們尚未在產(chǎn)品性能、技術、市場占有率等方面分出層級，創(chuàng)業(yè)者們?nèi)蕴幱诔醪桨l(fā)展的階段。智能相對論分析師柯鳴認為，不論是幻象還是風口，其依然需要解決幾個問題。
1．行業(yè)雖已明朗，C端落地仍成問題
目前，市面上的水下機器人發(fā)展開始助攻C端方向，但是，即便AI加成，國內(nèi)的水下智能機器人要想真正完成落地直達C端，卻依然有著不小的難度。
實際上，水下機器人的C端落地還存在著浮力、防水、動力推進等問題，其對產(chǎn)品本身結構要求較高，需要較為有力的技術支持。
反觀當下，雖然消費級的水下智能機器人已開始在國內(nèi)上開始流行，并主要用于潛水運動、海釣捕魚、水下攝影，但國內(nèi)品牌的水下機器人產(chǎn)品卻始終不能在海內(nèi)外的中高端民用市場獲得用戶青睞。畢竟，其應用空間在危險的海洋，無論是使用環(huán)境還是使用壽命都必須承受嚴酷的考驗。
因此，盡管水下機器人行業(yè)正在通過方方面面滲入我們的生活。但由于技術門檻高，研發(fā)難度大、周期長，即便一部分產(chǎn)品未能達到實用標準，大多數(shù)的水下機器人產(chǎn)品還是較為偏向B端，價格也較為昂貴。行業(yè)如若想要真正滲入C端市場，仍需要突破價格門檻和使用門檻。不過遺憾的是，目前萬元以下、操作簡單易攜帶的水中機器人仍未出現(xiàn)在市場。
2．“三大難題”難以攻破
對于B端市場來說，其也并非“完美無缺”。B端市場中的水下機器人也存在著諸多需要攻克的難題。
首先要解決的就是密封性問題。作為長時間水下作業(yè)的機器人，其內(nèi)部有著電路、電機等眾多電子元器件，而目前業(yè)內(nèi)通過加固設備外殼的密封性及內(nèi)部設置密封艙等方式保證密封性，但其效果并未盡如人意。
其次是完善機器人的水下平衡能力。根據(jù)物理學中的阿基米德原理，浸在液體或氣體里的物體會受到向上的浮力作用，浮力的大小則等于被該物體排開的液體的重力。而浮力正是水下機器人需要解決的一個重要問題，但這不僅需要開發(fā)者進行精確計算，還需要對設備進行相當精細的重力布局，甚是設備內(nèi)的每一根線都要仔細考慮，并且要經(jīng)歷數(shù)十次的測試。
最后，作為水下機器人，其對通訊設備、攝像頭、推進器等設備也有更高要求。畢竟，水下機器人最基本的工作是代替人潛入水中，通過攝像頭拍攝水下情況，在這一過程中還需要燈光的配合，然后將這些數(shù)據(jù)將通過無線設備傳回到水上的關聯(lián)設備。
總的來說，不論是B端還是C端的水下機器人，其發(fā)展仍然有很長的路要走，但是也能看到，其水產(chǎn)養(yǎng)殖、水污染檢測、教育行業(yè)和市政管道檢測以及民用行業(yè)依然有著很大的前景。
畢竟，“拯救泰坦尼克號”，傾聽“大海之聲”，水下機器人發(fā)揮著無法替代的作用。
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