随着深海资源开发、生态保护与水下工程需求的日益迫切,传统水下作业装备因环境适应性不足、自主性受限及效率低下等问题,难以应对复杂深海场景的挑战。本项目研发的智能仿生无缆水下机器人系统(AUV),以仿生流体设计、全自主决策与高抗干扰通信为核心技术突破,致力于打造轻量化、智能化、高可靠性的深海作业平台,为海洋科研、工程运维与应急救援提供革新性解决方案。系统突破传统框架式结构,采用仿生鱼形流体外形设计,模拟海洋生物高效运动机理,在强洋流、礁石区等复杂环境中实现低噪、高机动航行,显著提升任务适应性;其搭载的自主决策模块融合人工智能与多源环境感知技术,可实时解析海底地形、动态规划路径并智能规避障碍,支持无缆状态下独立完成深海测绘、管道检修、生态采样等高精度任务。通过集成水下激光通信与智能中继技术,系统攻克深海信号传输瓶颈,实现跨域数据实时交互与远程监控,大幅提升作业连续性。
国家“十四五” 规划将海洋经济与深海科技列为重点发展方向,急需具备高机动性、智能化的水下装备支撑海洋强国建设。全球水下机器人市场规模持续扩张,2024年产量已达4023台,预计2026年产量将突破5582台,海洋油气开采、海上风电维护等领域对多自由度、高精度作业设备的需求尤为迫切。然而,现有设备在复杂海况下的自主决策能力、续航能力及多功能集成性仍存在短板,难以适应深海环境的多样性。
此外,海洋生态保护与污染监测的社会需求日益凸显。传统人工监测效率低、覆盖范围有限,无法实时掌握海洋环境动态,而水下机器人可搭载多传感器系统,实现水质分析、生物多样性监测及污染源追踪,为海洋环境保护提供数据支撑。在技术层面,人工智能、仿生学及新型材料的进步为水下机器人的柔性化、智能化发展奠定了基础。无缆化自主作业体系、多模态感知与导航技术,以及仿生结构与智能控制技术,均为解决传统设备的局限性提供了可行路径。
项目团队针对上述问题,结合海洋开发的实际需求与技术发展趋势,提出研发水下机器人,旨在通过多学科技术融合,提升水下作业的灵活性、精准性与适应性,推动海洋资源开发与生态保护的智能化升级。项目的可行性源于政策支持、市场需求与技术创新的三重驱动,既符合国家战略方向,又具备明确的应用场景与商业化潜力,有望在海洋科技领域形成新的突破点。