“青科杯”数智海洋专项赛：锚定深蓝 青春聚智 - 深海遥控机器人

　　3月末的浙江舟山，以“青年与海，智启未来”为主题的“青科杯”数智海洋专项赛决赛如火如荼举行。从全国348个项目团队中脱颖而出的20个项目团队齐聚于此，围绕海洋智能终端与高端器件、海洋数据价值化与海洋人工智能、海洋通信技术与应用装备3个赛道展开激烈角逐。

　　“十五五”规划纲要提出，坚持陆海统筹，提高经略海洋能力，加快建设海洋强国，走出一条具有中国特色的向海图强之路。

　　依海而生、向海而兴的舟山，拥有2.08万平方公里的广袤海域，以及星罗棋布的码头渔场。当前，在建设海洋强国的大背景下，舟山大力发展海洋新质生产力，加快构建现代化海洋产业体系。这场赛事，正是舟山锚定深蓝的生动注脚。

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　　能游能爬，水下机器人游刃有余

　　在赛场上，一个精密的机械球引起大家的关注。这是由中国船舶科学研究中心“深域智行”团队研发的“‘仿真体’赋能的海洋自适应双模态机器人系统”，其中的水下机器人被命名为“智巡一号”。

　　“智巡一号”球体直径440毫米，算上附载的推进器为650毫米，在球体下方，六足可像鸢尾花花瓣一样同步展开，在水下结构附近或表面作业时又可三足交替前进。

　　面对水下环境非结构化表面、垂直弯曲结构、狭窄空间、强流场干扰等复杂多变的海况，以及当前海上风电、船舶维护、深海养殖、生态监测、考古勘察等领域水下作业智能化需求激增的现状，团队2024年启动攻关，以解决通用水下机器人“够不着、稳不住、检不细”的行业瓶颈。

　　团队项目负责人、中国船舶科学研究中心高级工程师刘玲表示，传统ROV（遥控无人潜水器）缆绳易缠绕，普通AUV（自主水下航行器）形状受限、转弯半径大，加之人工潜水高危，这些行业困局亟待解决。

　　面对复杂的水下环境，如何让水下作业“够得着、稳得住、检得细”？由中心高级工程师刘玲、宫鹏、伍文华和工程师海青组成的核心团队从零开始，创新设计机器人外观与核心智能算法框架，并从蜘蛛、鸢尾花等自然界生物形态上汲取灵感，将仿生理念融入机器人设计。

　　刘玲说，“智巡一号”的创新亮点集中在“航-爬双模态”“视觉感知”“机动灵活”等方面，“既可高效航行，又能精准爬行，既能看得清，又能看得准，在狭窄空间通过率高，能实现多场景快速复制。”

　　团队成员海青介绍，经过不断仿真测试和优化改进，较传统类似机器人，“智巡一号”航行效率提升50%，浑浊水召回率提升20%，识别准确率高于90%。

　　让机械臂“水下绣花”

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　　“我们的项目成果，可以被形象地称作‘水下绣花’。”在决赛路演现场，浙江大学“智探深蓝”团队负责人、浙江大学海洋学院海洋技术与工程专业博士生夏杨修正介绍着参赛科创项目“水下机械臂高精度智能化控制系统”。

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　　大屏幕上，一只机械臂稳稳地捏着一根两厘米粗的线缆，穿过5厘米孔洞，完成深海重型设备打捞作业。如何让机械臂高效、精准地完成该类精细任务，正是“智探深蓝”团队深耕的课题。

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　　在团队看来，进入深海，各类大国重器都需要一双灵巧有力的“机械手”来完成各类复杂的海洋作业任务，而传统粗放的水下机械臂作业方式已难以满足需求。

　　团队成员、浙江大学海洋学院海洋技术与工程专业博士生俞子路介绍，瞄准行业痛点，团队攻关的正是水下机械臂“控不住、看不见、抓不快”三大难题。

　　在工程实践中打磨技术，在海洋测试中验证成果。针对“控不住”，团队通过重构动力学模型，推出自适应鲁棒精密运动控制技术，引入参数自适应律与非线性鲁棒反馈，实现水下机械臂本体毫米级控制精度；针对“看不见”，团队创新性提出基于通道间衰减差的水下视频增强方法，实现水下图像高清复原，这相当于给传统手臂“戴了专属眼镜”，从而提高水下目标定位的稳定性和精准性；针对“抓不快”，团队通过构建力觉临场感遥操作系统，让水面或舱内操作人员突破时空限制感受到千米水深下的机械臂状态，提升作业效率。

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　　如今，该产品在应用上已出色完成海洋设施运维、海底管线巡检等任务。自2023年起，团队与杭州一家上市科技公司开展合作，将水下机械臂搭载在遥控无人潜水器上，不断优化组合，计划进一步完善研产销机制。

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　　在赛场上，有评委提出如何能进一步实现“抓不坏”，针对水下考古等领域实现轻柔地抓取目标物。俞子路坦言这给团队很大启发，“我们正在和其他单位合作研发一套触觉反馈遥操作系统，通过将触觉传感器安装在机械臂夹爪处，赋予机械臂‘触觉’，实现柔顺抓取，进一步提高作业效率”。

　　给海底做CT，“摸清海洋家底”

　　近两年，由山东科技大学海洋测量与智能解译团队攻关的“精卫探海——智慧海洋声学探测解决方案领航者”项目，已成功应用于太平洋、北冰洋等海域，完成海底地形地貌、底质、多金属结核等探测任务。

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　　该项目核心技术在不同海域的复杂海底环境中应用效果显著。2024年，在北极深水海域，技术团队成功实现火山玻璃、席状玄武岩、玄武岩角砾的精准分类，分类精度达91.43%；2025年，在太平洋东部克拉里昂-克利帕顿区，利用“大洋一号”科考船采集的多波束声学数据，实现了水深4500-6300米条件下的锰结核资源评价指标声学表征。

　　团队负责人、山东科技大学测绘与空间信息学院海洋测绘系主任崔晓东表示，海洋测绘及探测技术是海洋经济发展和国家海洋战略实施的重要支撑，能够为海洋资源开发利用、海洋工程建设、海洋环境保护与海上安全保障提供精准基础数据，是海洋事业发展中的关键环节。此前，全水深地形测量精度不足、海底底质解译效果不佳、深海矿产资源难以精准预测等问题，一直是海洋探测领域的行业痛点。

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　　为破解这些难题，团队依托单位建设的自然资源部海洋测绘重点实验室，长期深耕多波束为主的声学探测技术研发，探索利用声学数据实现大范围、高分辨、高精度海底地形地貌与海底环境建模。

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　　团队走访多个省份的海洋勘探上下游企业和研究院所开展调研，结合行业需求开展技术系统研发，历经上百次数据测试与技术更新迭代，最终打造出具备完全自主知识产权的智慧海洋声学探测与解译系统。

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　　团队成员、山东科技大学测绘与空间信息学院测绘科学与技术专业博士生李文君介绍，该方案拥有一体化声学数据高分辨高精度自动处理与应用技术、多模态海底底质智能分类与解译技术、深海矿产资源多模态精准解译与表征技术等3项核心技术创新。

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　　值得一提的是，在赛事结束后，崔晓东、李文君与浙江大学“智探深蓝”团队，一同探讨海洋测绘、海洋技术与工程等多学科交叉融合前景及在深海探测应用中的潜力。

　　在李文君看来，在机械臂上安装声学设备，实现声光互补，能更高效抓取海底样本，“多学科融合是未来发展方向，能够让海洋科技创新的前景更为广阔。”

【责任编辑：王素洁,孙庆玲】

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