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共获专利百余项,在相关技术领域已达到国际一流水平

博雅工道团队开展水下装备技术创新纪实

发布时间:2019 / 08 / 07

在8月25日刚刚落幕的2019世界机器人大会上,来自博雅工道(北京)机器人科技有限公司的智能仿生鲨鱼深海潜航器和多款高新水下机器人产品引起了参观者广泛关注。

  该公司创始人、CEO熊明磊表示,该公司以北京大学工学院10余年水下装备技术成果为基础,充分利用仿生学等技术优势,自主研发了多款拥有不同功能、适用于不同场景的海洋智能装备,在提高机器人续航时间、提升产品良品率、降低使用门槛等方面取得了技术突破。

  聚焦海洋科技创新领域

  2012年,还在北京大学攻读博士的熊明磊创办了博雅工道公司。这一年,他所在的实验室研发的“可重构双尾鳍机器鱼”在我国第31次南极科考中实现了平稳游动,并实时获取了南极水质数据,获得了行业专家的一致好评。

  几年时间里,熊明磊带领团队克服重重困难,陆续推出了海洋监测机器人、海底作业机器人、渔业养殖机器人、智能穿戴装备等多款海洋科技产品,并开始在海洋领域推广应用。

博雅工道团队开展水下装备技术创新纪实(图1)

技术人员现场调试设备

  近年来,随着我国加快建设海洋强国,海洋科技创新领域迎来了难得的发展机遇期。2018年底,博雅工道公司正式转型为海洋智能装备企业,并把目光投向了海洋牧场、海上风电等领域。“水下技术的发展方向在海洋。”熊明磊表示,该公司科研团队致力于将水下技术应用到海洋工程、环境保护、国防科工等领域,为海洋强国建设添砖加瓦。

  事业兴衰,关键在人。为解决我国海洋专业人才缺口较大问题,博雅工道公司还成立了校外实习基地,建立了联合创业基金,并与北京大学、南开大学、吉林大学、南方科技大学、海军工程大学等建立联合实验室,期望能培养更多优秀的海洋科技人才。

  多款海洋智能装备问世

  据博雅工道工作人员张瀛介绍,2018年推出的ROBO-SHARK仿生鲨鱼深海潜航器,以鲨鱼作为原型,利用三关节仿生尾鳍作为唯一动力源,替代了传统螺旋桨推进器,续航能力能够达到螺旋桨机器人的2倍~3倍,具有低功耗、长续航、速度快、低噪音、操控灵活等特点。

  同时,该产品通过采用人造侧线技术实现设备的上浮下潜,控制更为灵活,具有定点悬停、定深巡游等多种功能,最大航速达10节,最大下潜深度为1000米,并可根据客户需求,搭载多种设备,从而实现不同作业功能。

  “产品外壳采用薄膜震动型吸声结构,能够实现水下低噪音工作,有效提高了设备隐蔽性。”张瀛透露,该产品外壳具有较强的扩展性和承载能力,可搭载水下通讯、搜索和检测传感器,能够完成长时间水下巡游、科考、监测、追踪、搜寻、勘察和地貌测绘等任务。

  2018年8月,中国电子科技集团信息科学研究院团队使用该仿生鲨鱼深海潜航器在青岛附近海域进行特定海域水文信息采集。工作人员在地面超远距离无线遥控潜器,采集了大量海水温盐深和海洋噪声等数据,并进行实时分析。本次作业显示,产品采集及分析的数据可靠有效,极大降低了水文数据采集的经济成本和人工作业风险。

  同样在2018年,ROBO-ROV智能缆控无人潜航器面世,这是博雅工道自主研发的第二代ROV(水下缆控机器人)系类产品,分为水下潜航器、系缆装置和地面控制系统3部分,采用了6台公司自主研发的全海深推进器。操作者可在岸上遥控ROV在水下开展定深定航作业。

  据介绍,该产品最大下潜深度达1000米,通过线缆直接供电,可实现全天候工作模式。潜航器自身可搭载压力、温度及水质传感器,便于对水下环境进行实时监控,也可以搭载声呐系统、激光尺,探测水下环境和生物分布。

  张瀛表示,ROV按照量级可分为20公斤级、40公斤级、150公斤级和大型海上施工产品。其中,20公斤级ROV操作性最为灵活方便,适合在复杂水域进行观察监控;40公斤级ROV适合在水底开展深水采捕、饲料投喂等作业;百公斤级产品则可以用于礁石布放、水底网箱布置等。

  2018年,河北省海事局采用博雅工道公司的溢油回收技术方案,通过智能缆控无人潜航器对渤海湾海上溢油进行监测和回收。该潜器具有水下工作时间长、作业能力强、负载能力大等优势,能根据沉潜油分布量选用不同重量级的水中机器人平台。结果显示,这一技术方案数据获取周期短,有效提高了溢油应急响应速度,取得了良好的应用效果,得到使用方认可。

  2017年,该公司自主研发的ROBO-FISH混合动力水下无人艇,开创性地采用了推进器+仿生尾鳍混合驱动,能在水下进行全天候、全覆盖、全指标数据检测与作业。该设备可监测海水温度、溶解氧、氨氮值等多种水质信息,并进行数据处理与记录。此外,该设备还配备水质采样舱,可将深水样品采集到岸上详细检测。

  科技助力渔民增产增收

  近年来,由于过度捕捞、不科学的捕捞方式和落后的捕捞设备等原因,致使我国近海渔业资源日趋枯竭。如何合理利用海洋渔业资源、改善海洋生态环境、帮助渔民增产增收也成为了博雅工道公司关注的新问题。

  “帮助渔民增产增收,必须要科技先行,加快渔业养殖装备优化升级。”熊明磊介绍,2019年,公司自主研发了一款应用于渔业养殖生产领域的机器人。

  熊明磊说,该产品可通过远程遥控对养殖区进行全方位增氧、投料作业,解决了传统养殖设备定点增氧、投料的空间局限问题。该平台拥有定点强力增氧、自主巡游增氧等模式,具有多档调速、节能高效、移动增氧、智能变频、软启动不伤鱼苗等特点。它最大可搭载120公斤饲料,进行自主巡游投料,实现投放饲料在养殖区内的精准分布,提高产量,最大程度减少水质污染。

  “下一步,我们将继续致力于海洋创新技术研发应用,努力推动海洋技术创新。”如今,在熊明磊的带领下,博雅工道正努力探索水下机器人智能化发展“新航线”,越来越多的从业者和企业也在向这条“航线”靠拢,为中国水下机器人发展贡献力量。