中國無人潛水器跨入深淵和極地科考新階段

[本刊訊] 2021年9月，中國科學院沈陽自動化研究所主持研制的“海斗一號”全海深自主遙控潛水器（簡稱“海斗一號”）在馬里亞納海溝深淵科學考察中，取得多項世界級成果。此次任務的順利完成，意味著中國全海深無人潛水器正式跨入萬米科考應用的新階段，填補了當前國際上全海深無人潛水器萬米科考應用的空白。航次專家組認為，“海斗一號”在目標物探尋、海底地形地貌探測、實時影像直播和目標物在線識別等應用領域體現出明顯優勢和價值，為萬米深淵科考提供了一種非常有效的技術手段和裝備支撐。

“海斗一號”為一款自主遙控無人潛水器，具有獨特的“三合一”多模式操控和作業模式，同時具備多種類型潛水器的功能，既能大范圍自主巡航探測，又能實現實時定點精細觀測，還能通過所攜帶的機械手采集樣品。

在自治式潛水器（autonomous underwater vehicle， AUV）模式下，“海斗一號”可以在海底自由穿梭，實現大范圍自主巡航觀測；在遙控潛水器（remote-operated vehicle， ROV）模式下，“海斗一號”通過光纖微纜與母船連接，可在指定海底區域進行定點精細觀測和機械手作業，可通過光纖微纜回傳海底高清影像；在自主遙控混合（autonomous and remotely operated vehicle， ARV）模式下，“海斗一號”通過光纖與母船連接，既可以大范圍自主巡航觀測，又可以進行定點精細觀測、采樣作業和實時影像回傳。

本次應用中，“海斗一號”在馬里亞納海溝10 800米以深深淵海區成功實現多次萬米下潛及科考應用，再次刷新了中國無人潛水器最大下潛深度紀錄，取得了全海深無人潛水器連續、穩定、可靠科考應用的重大突破。

在AUV模式下，“海斗一號”打破了多項無人潛水器的世界紀錄，包括最大下潛深度達到10 908米，海底連續作業時間超過8小時，近海底航行距離超過14千米，填補了中國全海深無人無纜潛水器AUV技術與裝備空白。在國際上首次對“挑戰者深淵”西部凹陷區進行了高精度地形地貌的全覆蓋探測，并首次實現了無纜無人潛水器萬米坐底并連續拍攝高清視頻影像。

在ARV模式下，“海斗一號”在萬米海底連續工作超過10小時，達到了國際先進水平，創造了中國潛水器萬米海底最長工作時間的紀錄，并實現了萬米海底定點實時高清精細觀測。

“海斗一號”受科技部“十三五”國家重點研發計劃“深海關鍵技術與裝備”重點專項立項支持，由中國科學院沈陽自動化所牽頭聯合國內十余家科研單位共同攻關，旨在研制一款具有完全自主知識產權、集探測與作業一體化設計和自主遙控多操控模式相結合的萬米深潛裝備。

另悉，由該所主持研制的“探索4500”自主水下機器人成功完成北極科考應用，并于2021年9月28日勝利返航。在科考應用中，“探索4500”成功獲取了近底高分辨多波束、水文及磁力數據，為超慢速擴張的加克洋中脊地形地貌、巖漿與熱液活動等北極深海前沿科學研究提供了一種先進的探測技術手段。這是中國首次利用自主水下機器人在北極高緯度地區開展近海底科考應用，其成功下潛為中國不斷深化對北極洋中脊多圈層物質能量交換及地質過程的探索和認知提供了重要數據資料，也將為中國深度參與北極環境保護提供重要科學支撐。

（戴天嬌）