丹麦大学研发水下机器人 用于风力发电及水产养殖

一提起丹麦，普通人会想到安徒生和美人鱼雕像，吃货可能会想到前阵子刷爆微博的丹麦生蚝。对于这样一个陆地资源极其缺乏的国家，丰富的海洋资源成了它的立足之本。近日，丹麦技术大学（DTU）成立了一个实验室，专门研发可用于海上风力发电、海上油气钻探和海水养殖的模块化的水下机器人。
　　海洋特种机器人ROV并不是一个冷门的研究领域，无论是在技术上还是市场上，各海洋大国，甚至是大型油气公司都已形成了相当成熟的技术体系和制造体系。不久前，知名探险机器人Global Explorer ROV在美国进行了一场水下探险直播，当然它的本意是调查海底甲烷泄露情况；日本近日研发了一款新型水下机器人“小太阳鱼”，已被用于进行核辐射调查；壳牌和道达尔是全球著名的石油巨头，它们每年都会举办Xprize大赛和ARGOS挑战赛，用于收集民间的优秀创意，打造更完美的油气泄露检测机器人。

ARGOS挑战赛的“参赛者”们

　　市面上优秀的水下机器人众多，功能也十分完全，丹麦为何要花重金、投入大量人力物力去自主研发呢？据DTU电气工程副教授Roberto Galeazzi介绍，实验室研发的机器人将主要用于海上风力发电机运转情况检查、海洋油田气田环境特征和泄露情况调查以及海水养殖鱼类的健康状态监测。不同于已有的水下机器人，这款机器人将是模块化的，这意味着机器人的各个部件可以单独“行动”，且功能不一，如当风力涡轮发电机水下基座上的传感器出现故障时，机器人的某个部件可充当备用传感器。同时，机器人各部件的资源是支持共用的，如果机器人的螺旋桨出现故障，另一个装有螺旋桨的部件就能及时补缺，为整体提供前进动力，无需打断作业。
　　模块化的设计决定了这款机器人是一款高度自主的设备，因此它不需要配备专业人员，任何人都能上手操作。据研究人员表示，这款机器人能适应长期水下生活，可被永久安装在海上油气平台的水下支架上进行实时监测。
　　此外，为了提高机器人对风力发电机的检测精度，研究人员找到了一种简便的排查方法：利用叶片旋转时产生的对称性判断发电机运转状态。发电厂的工作人员在发电机的三个叶片上均装上了扭矩传感器，能测量叶片负载信息，测得的信息传回工作站被绘制成图像，若涡轮机工作正常，三幅图像应当是完全对称的，如果某个叶片出现故障，图像上则会出现波动。
　　近年来，用自主水下航行器（AUV）代替笨重的ROV是水下机器人的一大发展趋势，这也是DTU机器人实验室的努力方向。目前DTU已经制作出了一些原型，并已攻克了一些关键的技术难题，相信这款模块化的水下机器人不久后即可面世。