水下機(jī)器人是一種可在水下移動(dòng)、具有視覺和感知系統(tǒng)，通過遙控或自主操作方式使用機(jī)械手或其它工具，代替或輔助人去完成某些水下作業(yè)的裝置。

水下機(jī)器人為服務(wù)類機(jī)器人，具有60多年的發(fā)展歷程。水下機(jī)器人的研究方向以無人化為主，使其可在高危險(xiǎn)、被污染以及零可見度的水域環(huán)境下工作，配備聲吶系統(tǒng)、攝像機(jī)、照明燈和機(jī)械臂等裝置，可以完成實(shí)時(shí)視頻傳輸、聲吶圖像繪制，抓起重物等各種專業(yè)操作。目前，水下機(jī)器人已經(jīng)在海洋探索、漁業(yè)養(yǎng)殖、水下檢測維修、搜救、消費(fèi)娛樂、軍事、教育等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

水下機(jī)器人起始于軍事領(lǐng)域，1953年至1974年水下機(jī)器人開始被研制和開發(fā)。美國的CURV系統(tǒng)在西班牙海成功地回收一枚氫彈，引發(fā)了世界各國的關(guān)注。伴隨著各國軍事項(xiàng)目的推進(jìn)，自1953年第一艘無人遙控水下機(jī)器人問世，到1974年的20年里，全世界共研制了20艘無人遙控水下機(jī)器人。

早期的水下機(jī)器人要應(yīng)用于海洋石油開采業(yè)務(wù)，1975至1985年，由于海洋油氣業(yè)的迅速發(fā)展，水下機(jī)器人飛速發(fā)展進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期。到1981年，無人遙控水下機(jī)器人市場保有量400余艘，其中90%以上用來直接或間接為海洋石油開采業(yè)服務(wù)。海洋石油和天然氣開發(fā)的需要，推動(dòng)了水下機(jī)器人理論和應(yīng)用的研究，水下機(jī)器人的數(shù)量和種類顯著增長。

按照無人潛水器與水面支持設(shè)備（母船或平臺(tái)）間聯(lián)系方式的不同，水下機(jī)器人可以分為兩大類：一類是有纜水下機(jī)器人，習(xí)慣上把它稱為水下遙控運(yùn)載體（Remotely Operated Vehicle）簡稱ROV，ROV通過電纜由母船向其提供動(dòng)力，人在母船上通過電纜對(duì)ROV進(jìn)行遙控；另一類是無纜水下機(jī)器人，習(xí)慣上把它稱為水下自主式無人運(yùn)載體（Autonomous Underwater Vehicle）簡稱AUV，AUV自帶能源，依靠自身的自治能力來管理和控制自己以完成人賦予的使命。

一、ROV的分類

ROV數(shù)量眾多，設(shè)計(jì)各不相同，功能及復(fù)雜度千差萬別，這些都給ROV的準(zhǔn)確分類造成一定困難。英國Douglas Westwood根據(jù)業(yè)界實(shí)踐，將ROV分為7種類型，分別為微型ROV（Miniature ROVs, MROVs）、可視型ROV（Eyeball ROVs, EROVs）、觀察型ROV（Inspection ROVs, IROVs）、拖拽型ROV（Remotely Operated Towed Vehicles, ROTVs）、作業(yè)型ROV（Work-Class ROVs, WROVs）、履帶型ROV（Tracked ROVs, TROVs）、挖掘型ROV（Ploughs）。

⒈微型ROV（MROV）

微型ROV從銷售數(shù)量上看是ROV工業(yè)里增長最快的一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域。它們通常是全電力的系統(tǒng)，用于開放水域或封閉水域（如液艙）的檢查和監(jiān)測等。MROV能在各種環(huán)境中使用，如清潔水、受污染水、冷水、海水等。MROV的工作水深一般小于100米，但如果搭載在其他大型潛水設(shè)備上使用，理論上可到達(dá)任何深度。部分MROV配備圖像聲吶，使其能用在能見度低的環(huán)境中。此外，MROV也可以配備其他設(shè)備如小型機(jī)械手等。

⒉可視型ROV（EROV）

可視型ROV通常是全電力的系統(tǒng)，用于執(zhí)行檢查任務(wù)，有時(shí)也用于支持潛水員的潛水活動(dòng)。EROV在潛水員下潛之前先行檢查危險(xiǎn)水域，或?yàn)槠涮峁┱彰骱蛨D像記錄。EROV因其較低的成本廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究領(lǐng)域。EROV雖然沒有作業(yè)級(jí)ROV那樣的動(dòng)力和載重，但也可作為各種傳感器、工具設(shè)備、機(jī)械手等的平臺(tái)。大部分EROV工作水深在300米以內(nèi)，隨著技術(shù)的進(jìn)步其工作水深及功能在不斷提高。

⒊觀察型ROV（IROV）

觀察型ROV通常用于水下結(jié)構(gòu)和硬件的檢查、測量、打撈、收集物理和圖像樣本等。IROV可以配備與WROV相似的機(jī)械手，但該機(jī)械手并非固定搭配，而是能被隨時(shí)拆除，這使得IROV擁有很大的靈活性，在執(zhí)行不同任務(wù)時(shí)選用不同的設(shè)備。早期IROV使用液壓推進(jìn)方式，目前則越來越多地使用電力推進(jìn)。大部分IROV的工作水深在1000米以內(nèi)。IROV因兼顧功能和成本，廣泛用于海洋可再生能源領(lǐng)域。

 4500米級(jí)“海馬”號(hào)ROV

⒋拖拽型ROV（ROTV）

拖拽型ROV由水面船艇拖拽，是水下傳感器的平臺(tái)，通過其表面的控制單位控制ROTV的水平和垂直位置，使其能精確執(zhí)行測量等任務(wù)。ROTV擁有較大的尺寸，且通過拖纜能提供足夠的電力和數(shù)據(jù)傳輸速度，因此ROTV能比AUV等搭載更多的測量設(shè)備和傳感器。ROTV測量具有很高的穩(wěn)定性，能獲得精確的經(jīng)緯度、高度等位置信息。ROTV的直線測量方式可用于海底線纜及管道檢查，以及軍事上探測魚雷等。與WROV相比，ROTV的測量速度較快，但不能像WROV那樣執(zhí)行更深入細(xì)致的工作。使用ROTV的船艇一般也同時(shí)配備IROV，用以監(jiān)視ROTV在執(zhí)行任務(wù)時(shí)是否存在異常。

⒌作業(yè)型ROV（WROV）

作業(yè)型ROV主要用于油氣開發(fā)行業(yè)，包括鉆井支持、施工支持和檢查修理維護(hù)等細(xì)分領(lǐng)域。作業(yè)型ROV通常配備有2只機(jī)械手，可直接進(jìn)行抓、推、拉等，也可以使用其他工具。作業(yè)型ROV通過電纜獲得動(dòng)力和控制信息，既能進(jìn)行監(jiān)測和探查，也是各種水下工具的平臺(tái)。一些制造商根據(jù)WROV執(zhí)行任務(wù)的不同將WROV分為重型和超重型，也有的制造商將WROV歸類為調(diào)查型，因?yàn)樗艽钶d大量傳感器并具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速度。WROV通常配置在配備ROV收放系統(tǒng)（Launch and Recovery System, LARS）的專用船舶上。WROV的工作水深在1000米以上，通常在3000～4500米之間，這也是大部分商業(yè)作業(yè)的范圍，部分WROV可根據(jù)任務(wù)的不同到達(dá)更深的水域。

⒍履帶型ROV（TROV）

履帶型ROV主要用于海底采礦及電纜/管道的安裝、埋藏等，因主要在海底作業(yè)，因此TROV采用履帶更便于活動(dòng)。目前大量TROV被用于海洋可再生能源項(xiàng)目的線纜安裝，或者對(duì)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝位置進(jìn)行水文特征測量。部分TROV被長期置于水底進(jìn)行海洋觀測。

⒎挖掘型ROV（Plough）

挖掘型ROV是尺寸最大的ROV，用于易受魚群干擾或破壞的水域的海底管線埋藏等。Plough由大型船舶驅(qū)動(dòng)，帶有大量工具、設(shè)備和系統(tǒng)，造價(jià)及使用成本均十分高昂。

工業(yè)級(jí)水下機(jī)器人

以上分類方法或許過于復(fù)雜，ROV還有一種較為簡單的分類方法，即只把ROV分為觀察級(jí)和作業(yè)級(jí)。觀察級(jí)ROV針對(duì)水下特定目標(biāo)進(jìn)行定期觀察和檢查，如水下基礎(chǔ)設(shè)施、漁業(yè)、船體、以及科學(xué)研究項(xiàng)目等。其核心部件是水下推進(jìn)器和水下攝像系統(tǒng)，有時(shí)輔以導(dǎo)航、深度傳感器等常規(guī)傳感器，本體尺寸和重量較?。ㄍǔＰ∮?5kg），負(fù)荷較低，成本較低，工作水深一般在1500米之內(nèi)。

作業(yè)級(jí)ROV用于水下打撈、水下施工等應(yīng)用，帶有水下機(jī)械手、液壓切割器等作業(yè)工具，還配備前視聲納、側(cè)掃聲納、海底繪圖、海底剖面等設(shè)備，尺寸和重量較大，造價(jià)高，工作水深可達(dá)6000米。

二、ROV的應(yīng)用

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ROV廣泛應(yīng)用于軍隊(duì)、海岸警衛(wèi)、海事、海關(guān)、核電、水電、海洋石油、漁業(yè)、海上救助、管線探測和海洋科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域。世界上的海洋大國如美國、俄羅斯、日本、英國和法國等都開發(fā)了多種型號(hào)的ROV系統(tǒng)，用于不同的使命任務(wù)和不同的工作深度。

民用方面，R0V在海洋救助與打撈、海洋石油開采、水下工程施工、海洋科學(xué)研究、海底礦藏勘探、遠(yuǎn)洋作業(yè)等方面發(fā)揮著非常重要的作用。目前世界上的ROV主要集中于石油和天然氣工業(yè)以及離岸與近岸工程中。歸納起來，ROV在民用上主要有幾個(gè)方面的應(yīng)用:

1、石油和天然氣

石油和天然氣的勘探開發(fā)是ROV使用最為廣泛的領(lǐng)域，包括鉆井支持、施工支持、檢查修理維護(hù)等。其中鉆井支持中包括對(duì)海床進(jìn)行監(jiān)視、協(xié)助控制基盤位置、對(duì)防噴器進(jìn)行監(jiān)視和清理等。施工支持包括水下處理和分離設(shè)備的安裝、水下采油井修理、管線安裝等。檢查修理維護(hù)包括對(duì)油罐內(nèi)部或封閉區(qū)域進(jìn)行檢測、設(shè)備無損檢驗(yàn)、更換損壞的零部件等。

2、海洋可再生能源

ROV在海洋可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用主要是設(shè)備安裝和布線以及檢查修理維護(hù)。在設(shè)備安裝和布線方面，ROV可以協(xié)助進(jìn)行電纜安裝和埋藏，以及安裝波浪和潮汐發(fā)電設(shè)備等。在檢查修理維護(hù)方面，ROV可以對(duì)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)可能安裝的位置進(jìn)行水文特征測量等。

3、海洋測量

水下測量包括地形測量、線路測量（管道和線纜）、水文測量等。地形測量主要對(duì)海床的深度、地形、結(jié)構(gòu)和水下障礙物等進(jìn)行測量。線路測量主要是為確保安裝管道的安全性和降低安裝成本，使管道避開障礙區(qū)、深海潮汐區(qū)、軍事應(yīng)用區(qū)等水域。水文測量并非用于安裝或施工，而是了解海洋水動(dòng)力情況，為使海洋航行更加安全。

水下聲吶探測示意圖

4、電力/通信

ROV在電力/通信領(lǐng)域的應(yīng)用主要是對(duì)通信纜/電纜進(jìn)行安裝和埋藏，以及定期或不定期對(duì)電纜進(jìn)行檢查、修理、維護(hù)等。在通信纜/電纜安裝和埋藏過程中，ROV系統(tǒng)和埋纜系統(tǒng)被放置在鋪纜船上，可隨時(shí)進(jìn)行作業(yè)以縮短項(xiàng)目時(shí)間。在檢查修理維護(hù)中，由于通信纜/電纜容易損壞，而損壞時(shí)需要將其從海底撈出，因此使用ROV進(jìn)行線纜的探測和打撈。

5、核設(shè)施

ROV可以用于核設(shè)施的檢查、修理、維護(hù)，并在核設(shè)施報(bào)廢時(shí)執(zhí)行拆除工作。在放射性較高的區(qū)域，ROV的電子設(shè)備需要采取保護(hù)措施。通常使用能在地面或墻壁爬行的ROV來對(duì)核設(shè)施進(jìn)行檢查和拆除，而泄露到海中的放射性物質(zhì)也需要使用ROV來確認(rèn)并移除。

6、海底資源

海洋某些區(qū)域蘊(yùn)藏著豐富的能源、金屬、礦產(chǎn)等資源，如太平洋西部和印度洋沿岸國家就擁有豐富的海底資源，因此海底資源的勘探開發(fā)也成為ROV應(yīng)用的主要領(lǐng)域之一。通常觀察級(jí)ROV可用于海底資源探測，而作業(yè)級(jí)ROV可用于海底資源開發(fā)。

7、科學(xué)研究

ROV在研究方面的應(yīng)用可分為與科學(xué)相關(guān)的應(yīng)用和與技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用?？茖W(xué)相關(guān)方面的應(yīng)用包括考古、水產(chǎn)/漁業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、收集海洋樣本、深海熱液調(diào)查、湍流研究等。技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用包括ROV智能系統(tǒng)、任務(wù)優(yōu)化、避碰規(guī)則應(yīng)用，以及自動(dòng)進(jìn)行機(jī)械手作業(yè)、數(shù)據(jù)處理和樣本采集等。

8、安全檢測

在安全領(lǐng)域，ROV可用于在港口開展船體檢測、內(nèi)河和海岸巡邏、搜救等。船體檢測是海洋安全檢測的重要組成部分，主要是通過公開或隱蔽的方式檢查船舶是否攜帶毒品、走私品、爆炸品等非法物品。內(nèi)河和海岸巡邏是為發(fā)現(xiàn)或阻止恐怖分子、海盜等襲擊海上重要目標(biāo)。搜救主要應(yīng)用在發(fā)生海上事故的時(shí)候。

三、主要國家或地區(qū)ROV發(fā)展情況

分國家來看，日本、歐洲、美國、中國等國家在發(fā)展ROV上各有特色，主要國家發(fā)展情況如下：

1、日本

1987年，日本海洋科技中心研究成功深海無人遙控潛水器“海豚3K”號(hào)，可下潛3300米。研制“海豚3K”號(hào)的目的，是為了進(jìn)行在載人潛水之前對(duì)預(yù)定潛水點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查等深海研究，同時(shí)，也可利用“海豚3K”號(hào)進(jìn)行海底救護(hù)?！昂ｋ?K”號(hào)在前后、上下、左右三個(gè)方向各配置兩套動(dòng)力裝置，基本能滿足深海采集樣品的需要。1988年，該技術(shù)中心配合“深海6500”號(hào)載人潛水器進(jìn)行深海調(diào)查作業(yè)的需要，建造了萬米級(jí)無人遙控潛水器“海溝號(hào)”?！昂咸?hào)”潛水器由工作母船進(jìn)行控制操作，可以較長時(shí)間進(jìn)行深海調(diào)查。日本對(duì)于無人有纜潛水器的研制比較重視，不僅有近期的研究項(xiàng)目，而且還有較大型的長遠(yuǎn)計(jì)劃。目前，日本正在實(shí)施一項(xiàng)包括開發(fā)先進(jìn)無人遙控潛水器的大型規(guī)劃。這種無人有纜潛水器系統(tǒng)在遙控作業(yè)、聲學(xué)影像、水下遙測全向推力器、海水傳動(dòng)系統(tǒng)、陶瓷應(yīng)用技術(shù)、水下航行定位和控制等方面都要有新的開拓與突破。這項(xiàng)工作的直接目標(biāo)是有效地服務(wù)于200米以內(nèi)水深的油氣開采業(yè)，完全取代目前由潛水人員去完成的危險(xiǎn)水下作業(yè)。

2、歐洲

英國科學(xué)家研制的“小賈森”有纜潛水器有其獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)，它采用計(jì)算機(jī)控制，并通過光纖溝通潛水器與母船之間的聯(lián)系。母船上裝有4臺(tái)專用計(jì)算機(jī)，分別用于處理海底照相機(jī)獲得的資料、處理監(jiān)控海洋環(huán)境變化的資料、處理海面環(huán)境變化的資料和處理由潛水器傳輸回來的其他有關(guān)技術(shù)資料等。母船將所有獲得的資料經(jīng)過整理，發(fā)送到加利福尼亞太平洋格羅夫研究所的實(shí)驗(yàn)室，并貯存在資料庫里。

在無人有纜潛水技術(shù)方面，根據(jù)歐洲尤里卡計(jì)劃（EURECA），英國、意大利將聯(lián)合研制無人遙控潛水器。這種潛水器性能優(yōu)良，能在6000米水深持續(xù)工作250小時(shí)，比現(xiàn)在正在使用的只能在水下4000米深度連續(xù)工作只有l(wèi)2小時(shí)的潛水器性能優(yōu)良得多。按照尤里卡EU-191計(jì)劃，還將建造兩艘無人遙控潛水器：一艘為有纜式潛水器，主要用于水下檢查維修；另一艘為無人無纜潛水器，主要用于水下測量。這項(xiàng)潛水工程計(jì)劃將由英國、意大利、丹麥等國家的l7個(gè)機(jī)構(gòu)參與完成。

3、美國

美國是世界上最早開始研究水下機(jī)器人的國家，早在五十年代就開始著手研究。雖然其擁有量相對(duì)于日本、歐洲等無絕對(duì)優(yōu)勢，但由于它在水下機(jī)器人研究方面由來已久并且一直十分重視，因此在水下機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用和研發(fā)上一直處于世界領(lǐng)先地位。世界上第一個(gè)真正意義上的ROV——CURV就是美國研制成功的。目前，美國已經(jīng)開發(fā)了多種型號(hào)的ROV系統(tǒng)，用于不同的使命任務(wù)和不同的工作深度。例如，美國的MAX Rover是世界上最先進(jìn)的全電力驅(qū)動(dòng)工作級(jí)ROV，潛深達(dá)3000米。美國加州制造的Scorpic ROV安裝有水下電視、聲納、5自由度機(jī)械手、四只均衡控制的高速液壓推進(jìn)器，每只提供113kg推力、配備自動(dòng)導(dǎo)航和定位設(shè)備等。

4、中國

我國對(duì)于水下機(jī)器人的研究與開發(fā)起步較晚，相比于歐美國家和日本，我國一直處于落后水平。與世界其他國家一樣，我國的水下機(jī)器人研究也是從立足軍事需求起步的，從“六五”開始對(duì)軍用水下機(jī)器人進(jìn)行探索性研究，加上國內(nèi)其他科研機(jī)構(gòu)、大專院校的同期研制工作，到目前軍用水下機(jī)器人已經(jīng)服役并正在形成系列。

“發(fā)現(xiàn)號(hào)”6000米級(jí)遙控潛水器（ROV）

近年來我國的水下機(jī)器人研究飛速發(fā)展，能夠制造大中小型ROV，在ROV的研制與開發(fā)方面也基本能夠滿足國內(nèi)需求，在國際上占有一席之地。特別是6000米深水機(jī)器人的問世，表明我國在此領(lǐng)域已經(jīng)取得一定成績。但是由于在探測技術(shù)、工藝水平、綜合顯控、綜合導(dǎo)航與定位等技術(shù)上存在的差距較大，致使國產(chǎn)水下機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用受到限制，目前國內(nèi)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用客戶許多是購買或租借國外現(xiàn)有產(chǎn)品，不僅價(jià)格高、配套服務(wù)難，而且有些產(chǎn)品并不適合中國海區(qū)的使用特點(diǎn)，機(jī)動(dòng)性、抗流能力及作業(yè)能力都顯不足。因此，隨著我國海洋開發(fā)事業(yè)的蓬勃發(fā)展及綜合國力的提高，面對(duì)不斷增長的市場需求，開發(fā)研制適合我國使用需求的水下機(jī)器人顯得十分必要和緊迫。

四、國內(nèi)水下機(jī)器人主要科研院所

⒈中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所

主要從事水下機(jī)器人技術(shù)研究、水下機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)與工程應(yīng)用，是國內(nèi)最早開展水下機(jī)器人技術(shù)研發(fā)，并以此為核心研究方向的專業(yè)水下機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)。研究主要方向包括：遙控水下機(jī)器人、自主水下機(jī)器人、自主/ 遙控水下機(jī)器人、收放系統(tǒng)、載人潛水器控制系統(tǒng)、自主海洋觀測技術(shù)、水下探測與作業(yè)技術(shù)。

⒉上海交通大學(xué)水下工程研究所

上海交通大學(xué)水下工程研究所是國內(nèi)最高水平的深海技術(shù)和裝備研究機(jī)構(gòu)之一。研究對(duì)象主要包括深海無人潛水器和水下作業(yè)裝備目前，水下工程研究所正承擔(dān)著大量國家大型潛水器的研制工作，是我國水下裝備重要的研制基地。

⒊中國船舶重工集團(tuán)公司第702研究所

七○二所主要從事船舶及海洋工程領(lǐng)域的水動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)及振動(dòng)、噪聲、抗沖擊等相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，以及高性能船舶與水下工程的研究設(shè)計(jì)與開發(fā)。

⒋哈爾濱工程大學(xué)

哈爾濱工程大學(xué)水下機(jī)器人技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究方向：⑴體系結(jié)構(gòu)與智能控制技術(shù)；⑵聲與非聲環(huán)境與目標(biāo)感知技術(shù)；⑶海洋環(huán)境適配技術(shù)。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以面向國家海軍裝備建設(shè)和海洋發(fā)展戰(zhàn)略的重大戰(zhàn)略需求，以支撐水下機(jī)器人等裝備研究為使命，以三大研究方向的基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)為主要任務(wù)，以水下機(jī)器人等海洋無人系統(tǒng)為研究領(lǐng)域，以群體智能、綠色為新的技術(shù)內(nèi)涵進(jìn)行深入的研究。

⒌上海海事大學(xué)

上海海事大學(xué)首臺(tái)水下機(jī)器人—“海事一號(hào)”研制成功，“海事一號(hào)”遙控自治水下機(jī)器人在經(jīng)濟(jì)性、靈活性、活動(dòng)范圍和節(jié)能環(huán)保等方面都要優(yōu)于傳統(tǒng)遙控水下機(jī)器人，適用于大壩檢測、江河湖泊的水質(zhì)檢測，也適用于淺海海底區(qū)域的勘察和監(jiān)測，可與其他種類潛水器配合完成海洋調(diào)查和考察任務(wù)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

⒍西北工業(yè)大學(xué)

西北工業(yè)大學(xué)擁有航?？萍紕?chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、航海模型設(shè)計(jì)制作基地、水下機(jī)器人創(chuàng)新基地、魚雷和水雷陳列室、國家工程實(shí)踐教育中心。

⒎上海海洋大學(xué)

上海海洋大學(xué)開發(fā)一系列高科技產(chǎn)品，具有自主路徑規(guī)劃和導(dǎo)航能力，實(shí)現(xiàn)投餌、水質(zhì)監(jiān)測的自主化。2013年起，上海海洋大學(xué)錢衛(wèi)國教授領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)就開始了機(jī)器魚的研究。第一代“狗魚1號(hào)”雖然外形逼真，也克服了水中視覺避障、傳感器信息接收和輸出等技術(shù)難點(diǎn)，但電纜驅(qū)動(dòng)還是讓它“露出破綻”。于是，從“狗魚2號(hào)”開始，研發(fā)進(jìn)入了無電纜驅(qū)動(dòng)的時(shí)代。

⒏浙江大學(xué)

浙江大學(xué)與中船重工710所、中科院沈陽自動(dòng)化所等單位合作，研制了浙江大學(xué)“海豚”系列AUV，利用AUV平臺(tái)進(jìn)行了多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和前沿技術(shù)探索，承擔(dān)并完成了多項(xiàng)國家重要科研任務(wù)。開展了“水下機(jī)器人研制和自主航行回塢的關(guān)鍵技術(shù)”研究工作，海試中水下機(jī)器人出色完成了預(yù)定的任務(wù)。

⒐江蘇海洋大學(xué)

江蘇海洋大學(xué)依托院海洋智能裝備研究院，進(jìn)行了水下機(jī)器人動(dòng)力、控制、結(jié)構(gòu)材料等方面研究，經(jīng)過三年多的技術(shù)積累，具有豐富的水下機(jī)器人研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

五、國內(nèi)水下機(jī)器人重點(diǎn)企業(yè)

縱覽水下機(jī)器人公司的發(fā)展情況，除外水下機(jī)器人僅作為公司部分業(yè)務(wù)的新三板上市公司臻迪科技，純粹的水下機(jī)器人公司頭部玩家為深之藍(lán)、博雅工道，分別于2018年7月和2019年5月完成了B輪融資，其余玩家大多處在Pre-A輪次。相比競爭激烈的航拍無人機(jī)市場，消費(fèi)級(jí)水下無人機(jī)市場還處于早期階段。

根據(jù)進(jìn)入市場的策略不同，水下機(jī)器人行業(yè)玩家可分為三類。第一類以消費(fèi)級(jí)水下娛樂拍攝機(jī)器人和水下助推板為切入點(diǎn)，消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品體系初步建立后開始向工業(yè)級(jí)產(chǎn)品發(fā)展，逐步擴(kuò)展應(yīng)用情景和行業(yè)，不斷完善產(chǎn)品生態(tài)，該類公司典型代表為吉影科技、微孚智能等。第二類玩家深扎垂直行業(yè)，錨定某個(gè)工業(yè)級(jí)應(yīng)用場景，解決痛點(diǎn)問題。該類公司中的三家典型代表分別是大力金剛科技、海之星OStar和山東未來機(jī)器人。第三類玩家依托高校和科研院所的深厚技術(shù)積淀和成果積累，早期主打軍工、大B市場，后期將技術(shù)成果民用化，進(jìn)入消費(fèi)級(jí)市場，典型代表為國內(nèi)水下機(jī)器人行業(yè)兩個(gè)巨頭——深之藍(lán)、博雅工道。以下我們精選了水下機(jī)器人市場中有代表性的玩家進(jìn)行簡述，如有遺漏或錯(cuò)誤請(qǐng)指正。

⒈天津深之藍(lán)海洋設(shè)備科技有限公司

深之藍(lán)成立于2013年1月，主要從事水下機(jī)器人的研發(fā)，圍繞海洋資源探測和海洋環(huán)境監(jiān)測兩大主題，面向社會(huì)提供遙控水下機(jī)器人（ROV）、自主水下航行器（AUV）和水下滑翔機(jī)（AUG）等小型化水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。其最早推出的產(chǎn)品“河豚”和“江豚”等，主要面向軍用和工業(yè)級(jí)市場。2016年開始推出專業(yè)級(jí)水下拍攝機(jī)器人，2017年推出面向人消費(fèi)娛樂的水下助推器。

⒉博雅工道（北京）機(jī)器人科技有限公司

博雅工道成立于2015年9月，是國內(nèi)領(lǐng)先的海洋智能裝備企業(yè)，涉及包括水下機(jī)器人、水下無人艇、海洋儀器儀表、水中運(yùn)動(dòng)裝備等多領(lǐng)域幾十余款產(chǎn)品，公司產(chǎn)品已遍布全球多個(gè)國家和地區(qū)。2017年，博雅工道獲評(píng)為“國家高新技術(shù)企業(yè)”。2018年12月，博雅工道入選《快公司FastCompany》評(píng)選的“2018中國最佳創(chuàng)新公司TOP50”。2018年，博雅工道已全面實(shí)現(xiàn)盈利。公司擁有一支近百人的團(tuán)隊(duì)，其中包括博士、碩士學(xué)歷等優(yōu)秀人才十余人。技術(shù)團(tuán)隊(duì)主要成員均來自北京大學(xué)、吉林大學(xué)、大連理工等國內(nèi)知名高校，專家顧問團(tuán)則由北京大學(xué)、麻省理工學(xué)院等相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜医M成。公司在水下機(jī)器人整體開發(fā)及水下傳感器研發(fā)等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，均已達(dá)到國際一流水平。

⒊深圳微孚智能信息科技有限公司

深圳微孚智能信息科技有限公司成立于2015年2月，團(tuán)隊(duì)來源于西北工業(yè)大學(xué)，微孚智能的主要產(chǎn)品前期產(chǎn)品為消費(fèi)級(jí)無人機(jī)高清數(shù)字圖像傳輸系統(tǒng)、無人機(jī)相機(jī)，目前產(chǎn)品為應(yīng)用于消費(fèi)、STEAM教育和水下機(jī)器人。

⒋深圳鰭源科技有限公司

深圳鰭源科技有限公司成立于2016年7月，是一家集水下機(jī)器人研發(fā)和產(chǎn)品銷售為一體的全球性高科技企業(yè)，公司以水下機(jī)器人系統(tǒng)及水下大數(shù)據(jù)為核心，擁有100多項(xiàng)全球?qū)＠?，不斷開拓各類應(yīng)用場景的深度合作，并且兩度蟬聯(lián)美國CES創(chuàng)新科技大獎(jiǎng)。目前產(chǎn)品覆蓋了消費(fèi)及輕工業(yè)應(yīng)用兩個(gè)方面。創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)來源于富士康、微軟、大疆、中船重工等知名企業(yè)。

⒌天津瀚海藍(lán)帆海洋科技有限公司

天津瀚海藍(lán)帆海洋科技有限公司是一家專業(yè)從事水下機(jī)器人等智能海洋裝備研發(fā)和銷售的高科技公司，主要面向國家海洋發(fā)展的需求，開發(fā)和銷售以模塊化自主水下機(jī)器人為代表的智能海洋裝備；開展水下推進(jìn)器、水下聲學(xué)系統(tǒng)、通用型控制器等核心部件的研發(fā)與銷售；進(jìn)行CFD水動(dòng)力分析與優(yōu)化、國外先進(jìn)產(chǎn)品的代理及設(shè)備租賃等服務(wù)。

⒍上海彩虹魚海洋科技股份有限公司

上海彩虹魚海洋科技股份有限公司是一家從事海洋科學(xué)技術(shù)開發(fā)應(yīng)用研究，并將研究成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化與市場化發(fā)展的深海高科技公司，研究成果—“彩虹魚”號(hào)全海深載人深潛器，載人艙內(nèi)徑達(dá)到2.1米，可同時(shí)搭載3個(gè)人（一名駕駛員和兩名科學(xué)家）下潛，同時(shí)也是能下潛到11000米深淵極限的作業(yè)型載人深潛器。

⒎青島羅博飛水下機(jī)器人有限公司

青島羅博飛海洋技術(shù)有限公司是一家以水下機(jī)器人、水下設(shè)備等海洋科學(xué)相關(guān)儀器為主，集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及售后服務(wù)于一體，專業(yè)從事海洋儀器儀表設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的公司。公司主營業(yè)務(wù)包括水下機(jī)器人、水下設(shè)備、船用設(shè)備、海洋儀器儀表、自動(dòng)化設(shè)備、二類機(jī)電設(shè)備及配件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、維修，貨物進(jìn)出口、技術(shù)進(jìn)出口。產(chǎn)品面向各大高校及研究機(jī)構(gòu)，涵蓋海洋環(huán)境、養(yǎng)殖、海洋監(jiān)測等領(lǐng)域。

⒏北京臻迪科技股份有限公司

北京臻迪科技股份有限公司成立于2012年10月，憑借著自主研發(fā)的小型旋翼、固定翼和高海拔無人直升機(jī)等產(chǎn)品，已經(jīng)在工業(yè)級(jí)無人機(jī)領(lǐng)域占據(jù)了一席之地，并于2016年推出了PowerEgg小巨蛋消費(fèi)級(jí)無人機(jī)。從2017年開始，臻迪將目光投向了“水下”，先后發(fā)布了PowerRay小海鰩、PowerDolphin小海豚和PowerSeeker尋魚器等水下機(jī)器人產(chǎn)品，選擇魚、水上運(yùn)動(dòng)作為當(dāng)前主要應(yīng)用場景切入。系列水下機(jī)器人產(chǎn)品獲得2019 IF獎(jiǎng)、2018IDEA獎(jiǎng)、2018紅點(diǎn)獎(jiǎng)、2018 CES創(chuàng)新獎(jiǎng)、2019 愛迪生發(fā)明金獎(jiǎng)等。目前臻迪科技形成了包括無人系統(tǒng)（水下無人機(jī)、飛行無人機(jī)、陸地平臺(tái)機(jī)器人）、大數(shù)據(jù)、虛擬仿真的產(chǎn)品體系。

⒐?jié)撔袆?chuàng)新（深圳）科技有限公司

潛行創(chuàng)新（深圳）科技有限公司成立于2016年4月，是集研發(fā)、生產(chǎn)及銷售為一體的水下機(jī)器人領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，產(chǎn)品銷往全球四十多個(gè)國家和地區(qū)。公司總部位于深圳，國內(nèi)在北京、成都、昆明、青島設(shè)有辦公室或子公司，海外在美國建立了全資子公司。公司員工百余人，核心團(tuán)隊(duì)來自華為、中船重工、LG、富士康、美國微軟、博世等國際一流企業(yè)。成立至今已獲得“國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)”認(rèn)證資質(zhì)，產(chǎn)品鮫GLADIUS MINI斬獲德國紅點(diǎn)大獎(jiǎng)。

⒑天津海之星水下機(jī)器人有限公司

天津海之星水下機(jī)器人有限公司成立于2015年9月，是一家主要從事國產(chǎn)化空化射流水下清刷設(shè)備及水下機(jī)器人自主研發(fā)、生產(chǎn)及服務(wù)的企業(yè)。公司借助哈爾濱工程大學(xué)在水聲方面數(shù)十年的技術(shù)積淀，由哈爾濱工程大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、原國家級(jí)水聲技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任桑恩方教授帶隊(duì)，其中以1名院士作為技術(shù)顧問，由4名教授、12名博士及碩士作為研發(fā)團(tuán)隊(duì)的核心技術(shù)骨干。團(tuán)隊(duì)在水庫大壩、港口碼頭、海洋工程的諸多領(lǐng)域，主持或參與過多項(xiàng)國防、科技部、企業(yè)合作的高科技研發(fā)項(xiàng)目，共獲省部級(jí)、國家級(jí)科技獎(jiǎng)19項(xiàng)，發(fā)明專利27項(xiàng)。

 Ostar便攜式空化射流水下清刷設(shè)備

⒒山東未來機(jī)器人有限公司

山東未來機(jī)器人有限公司成立于2015年11月，是專業(yè)從事水下機(jī)器人、水下攝像機(jī)、消防機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)交互式機(jī)器人等集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的高新技術(shù)企業(yè)。公司已獲得授權(quán)發(fā)明專利4項(xiàng)，先后參與南水北調(diào)樞紐、葛洲壩大壩監(jiān)測、某大型水力發(fā)電廠等；參與了全國CNC青少年機(jī)器人聯(lián)賽，成為中國唯一指定贊助商；與某部隊(duì)聯(lián)合開發(fā)多款水下機(jī)器人；通過了CE和FCC國際認(rèn)證，同俄羅斯、智利、日本、瑞典等多國客戶簽署合作協(xié)議，如俄羅斯海底采礦等。

⒓深圳市吉影科技有限公司

深圳市吉影科技有限公司成立于2013年4月，2015年正式進(jìn)軍水下機(jī)器人領(lǐng)域，獲得發(fā)明專利十余項(xiàng)，被評(píng)為“國家高新企業(yè)”“雙軟企業(yè)”，產(chǎn)品曾榮獲2018德國紅點(diǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)、2019 IF設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)華為出身。

⒔深圳潛水俠創(chuàng)新動(dòng)力科技有限公司

深圳潛水俠創(chuàng)新動(dòng)力科技有限公司成立于2015年10月，是一家便攜式水下機(jī)器人研發(fā)商，其產(chǎn)品可以隨身攜帶，適用于潛水跟拍、海濱旅游、水產(chǎn)養(yǎng)殖、搜索救援、船舶檢測等領(lǐng)域。公司對(duì)其設(shè)備提供租賃和出售兩種模式，為用戶解決水下100米深度范圍內(nèi)的探索觀測的需求。

六、水下機(jī)器人的發(fā)展前景

水下機(jī)器人的技術(shù)相對(duì)穩(wěn)定，供應(yīng)鏈和量產(chǎn)能力是關(guān)鍵。受技術(shù)水平制約的電源系統(tǒng)、水下通信系統(tǒng)，短時(shí)間難以實(shí)現(xiàn)顛覆式創(chuàng)新和突破性進(jìn)步；在設(shè)計(jì)與制造、推進(jìn)與控制、導(dǎo)航與定位方面，有相對(duì)成熟的技術(shù)方案，各廠家的產(chǎn)品同質(zhì)化，成本控制和供應(yīng)鏈能力是競爭的關(guān)鍵所在；從實(shí)驗(yàn)室環(huán)境到大規(guī)模量產(chǎn)是對(duì)廠商設(shè)計(jì)、制造、工藝的巨大考驗(yàn)，量產(chǎn)能力是在市場立足的前提。水下機(jī)器人（特別是工業(yè)級(jí)產(chǎn)品）的差異化優(yōu)勢，在于具體應(yīng)用情景的環(huán)境感知和作業(yè)能力；水下通信技術(shù)（光通信、水聲通信）、水下導(dǎo)航定位技術(shù)（超短基線定位）、自主路徑規(guī)劃與避障是當(dāng)前技術(shù)研究的熱點(diǎn)方向。

整體來看，水下機(jī)器人市場是一個(gè)增長緩慢、短期內(nèi)難以規(guī)?；瘧?yīng)用及發(fā)展的市場，主要市場表現(xiàn)在：

⑴消費(fèi)級(jí)水下機(jī)器人短期內(nèi)難以大規(guī)模應(yīng)用。水下推進(jìn)器及攝影跟拍是消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品的主力產(chǎn)品形態(tài)，水下推進(jìn)器各玩家并沒有明顯的性能及價(jià)格差異，大部分市場集中在海外，出貨量也基本在百臺(tái)-千臺(tái)的低水平量級(jí)；水下攝影跟拍受制于通信、續(xù)航、圖像及價(jià)格等多方面因素的影響，發(fā)展相對(duì)滯后，消費(fèi)人群也主要以專業(yè)級(jí)人群為主，性能及可用性上達(dá)不到民用要求，出貨量遠(yuǎn)低于預(yù)期。消費(fèi)級(jí)的產(chǎn)品還處于非常初級(jí)的階段，短期內(nèi)市場不會(huì)大規(guī)模爆發(fā)。

⑵工業(yè)及軍工級(jí)產(chǎn)品商業(yè)化路徑明朗，但量產(chǎn)能力受限。盡管消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品理論上是個(gè)百億級(jí)別的市場，但落地及民用上遠(yuǎn)低于預(yù)期，工業(yè)及軍工類產(chǎn)品反而具有更大的想象空間。工業(yè)及軍工市場需求更明確，作業(yè)環(huán)境更加多樣化，比如水下勘測、水質(zhì)檢測、海洋測繪、管道檢測、船體清洗、垃圾清理等等，場景具有一定的可復(fù)制性，機(jī)器價(jià)格昂貴，基本在幾百萬到幾千萬不等，但一般的采購量集中在1～2臺(tái)，服務(wù)周期長，出貨量小，標(biāo)準(zhǔn)化程度相對(duì)較低，導(dǎo)致工業(yè)及軍工市場即使有明朗的商業(yè)路徑，也是一個(gè)相對(duì)增長緩慢的市場。

■本文依據(jù)海洋經(jīng)濟(jì)觀察、初心資本ChuxinCapital、OceanPlus團(tuán)隊(duì)等相關(guān)內(nèi)容綜合。