水下機器人，帶你傾聽“大海之聲”

Once more you open the door

And you＇re here in my heart

And my heart will go on and on

——《My heart will goon》

1912年4月14日是一個令人惋惜的日子，泰坦尼克號從英國南安普敦（Southampton）出發(fā)，途經法國瑟堡－奧克特維爾（Cherbourg－Octeville）以及愛爾蘭（此時為英屬）的皇后鎮(zhèn)（Queenstown，1849年改名為Cobh），計劃中的目的地為美國的紐約，開始了這艘“夢幻客輪”的處女航。

但是，泰坦尼克號在航行中撞上冰山，造成了當時在和平時期最嚴重的一次航海事故，也是迄今為止最為人所知的一次海難，共1502人罹難。

泰坦尼克號沉船前的最后一張照片（1912）

近百年后，RMS泰坦尼克公司組成了科學家小組，進行了對泰坦尼克號的水下探測。這支科學家小組使用數(shù)臺水下機器人對殘骸進行考察，拍攝了數(shù)千張照片以及數(shù)小時的影片。泰坦尼克號的殘骸現(xiàn)在正安靜地躺在2．5英里（約4000米）的水下。一張張高分辨率照片顯示出泰坦尼克號的船首部位，圍欄和錨清晰可見。

水下機器人拍攝的船首與船錨

而日前，英國東英吉利大學皮埃爾教授利用幾臺“海洋滑翔機”實現(xiàn)了北大西洋和南冰洋的“海洋之聲”探測，其通過迅速而隱蔽的行動和僅發(fā)出微小的聲音，能夠在水下悄無聲息的穿行。

其可以在幾個月內穿行幾千公里，期間可以記錄下魚類等海洋生物發(fā)出的聲音，給科學家研究和保護海洋生物提供數(shù)據(jù)支持。海洋滑翔機通過衛(wèi)星與地面科學家取得聯(lián)系，收集的數(shù)據(jù)有利于幫助海洋科學家繪制海洋的生態(tài)譜圖。

從“上天”到“下海”，水下機器人作為機器人新形態(tài)的出現(xiàn)也為人工智能的發(fā)展拓寬了領域，而作為發(fā)展的新方向，其也應“大有可為”。

深海競爭領域中的“新藍?！?/strong>

近年來，在無人機市場的帶動下，水下智能機器人產品也開始嶄露頭角，并在資源調查取樣、打撈和軍事等方面獲得廣泛應用。特別是近日在高交會上亮相的眾多水下機器人，不僅展示了其技術，也體現(xiàn)了水下機器人發(fā)展的潛能和后勁。

當視野從天空、陸地逐漸轉向海洋，智能相對論分析師柯鳴認為，水下機器人的發(fā)展大有前景。隨著人工智能技術與機器人硬件的逐漸完備，水下機器人的“深海競爭”也將日趨激烈。

1．尚未充分開發(fā)的“藍海市場”

水下機器人，一直給人以神秘莫測的印象，也一直未曾走進大眾的視野中，其與空中無人機市場的火爆形成著鮮明的對比。而實際上，水下機器人市場，是一片容量巨大、潛力巨大的優(yōu)質市場。但就目前而言，還沒有被充分開發(fā)，消費人群基數(shù)較大。

從第一艘無人遙控潛水器在1953年問世，此后水下機器人一直是活躍在軍工領域，或科研院所的實驗室內。美國是世界上最先開展水下機器人開發(fā)的國家，也擁有最先進的技術。

斯坦福大學一支隊伍就研發(fā)了一款水下類人機器人名為OceanOne，它的背部安有計算單元、電池、推進器，能像真人一樣游泳，身高為5英尺，并使用人工智能和觸覺反饋系統(tǒng)，可向終端設備傳遞機器人手持東西的感受。

斯坦福大學研制的水下機器人“OceanOne”

從業(yè)界發(fā)展來看，整個水下機器人市場總量非常可觀，大致可分為消費級市場和企業(yè)級市場，尤其是在企業(yè)級市場，許多高危、復雜、以及人力無法操作的水下工作將逐漸被水下機器人所取代。

據(jù)市場研究公司IDC日前發(fā)布的公告預測，2018年全球的機器人和無人機市場規(guī)模將達1031億美元，比2017年增長22．1％，機器人市場趨熱，而水下機器人作為機器人行業(yè)新的應用場景將會有更多的機會。

相比于無人機在技術和產品上都較為成熟并已被消費級市場接受，水下機器人在技術和產品形態(tài)上都有待開發(fā)，產品的價格也較為昂貴。但從市場格局上看，目前國內水下機器人市場的玩家并不多，相對優(yōu)秀的也不到十家，更是沒有巨頭稱霸，市場正處于起步階段，尚未被“充分開發(fā)”。

2．滿足海洋探索需求大有可為

在傳統(tǒng)的觀念上，水下機器人的應用領域更多為軍用和工業(yè)，其主要實現(xiàn)海底資源探測、開采以及海底救援等任務。

但是，隨著不過，隨著互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、智能制造等技術的發(fā)展和民眾生活水平的提高，大眾對于水下領域的探測需求也在日益增長，水下智能機器人的市場正在一步步向商業(yè)、民用等領域擴張。隨之而來的，就是各種形態(tài)的水下潛航產品，例如較為偏C端的形態(tài)各異的可供娛樂、科教片拍攝的消費級水下機器人。

如今，水下智能機器人已開始為大眾所熟知，除可在水下移動探測之外，在搭載了如視覺、感知、人工智能和自動平衡等技術后，航速、下潛深度、拍攝畫面的清晰度等都有了極大的提升，其已可以滿足基本海底無人操控的需求。

3．應用領域相當廣泛

從水下機器人的市場表現(xiàn)來看，其應用領域也是相當廣泛的。比如在水產養(yǎng)殖上，我國許多底播增殖型海洋牧場采捕仍用的是人力，工具也相當原始，這對于養(yǎng)殖者來說，不僅勞動強度大、生產效率低、采捕成本高還具有極高的安全風險。而水下機器人的興起和發(fā)展可以幫助漁民們輕松解決這些問題。

水下機器人在管道清潔領域也將大有作為。我國因為人口分布不均，城市管道面臨著堵塞、年久失修等問題。如果運用水下機器人進行管道的檢測，就可精準定位需要修理的管道，避免了大規(guī)模挖開地面，重新安裝的方式，節(jié)省了大量的人力和時間，保障了城市交通的正常運行。

在娛樂消費端，水下機器人也有相當廣泛的市場。隨著潛水運動的興起，我國擁有潛水證的人群已達1．5億，越來越多的人對深水運動感興趣，因此也給C端市場帶來了機會，比如海洋館、游樂場、科技館等娛樂場所就需要水下機器人監(jiān)控水域環(huán)境，實時進行信息反饋，避免人員溺水和傷亡事件的發(fā)生。在個人消費領域，小型的水下機器人還可用于水下拍攝，攜帶方便。

“上天下海”，是幻象還是行業(yè)風口？

如今，水下機器人行業(yè)如今的發(fā)展速度已有了明顯的提升，加之其應用場景的擴大，越來越多的公司開始進入這一領域。但僅就國內當前情況看，即便入局較早，但入局者們尚未在產品性能、技術、市場占有率等方面分出層級，創(chuàng)業(yè)者們仍處于初步發(fā)展的階段。智能相對論分析師柯鳴認為，不論是幻象還是風口，其依然需要解決幾個問題。

1．行業(yè)雖已明朗，C端落地仍成問題

目前，市面上的水下機器人發(fā)展開始助攻C端方向，但是，即便AI加成，國內的水下智能機器人要想真正完成落地直達C端，卻依然有著不小的難度。

實際上，水下機器人的C端落地還存在著浮力、防水、動力推進等問題，其對產品本身結構要求較高，需要較為有力的技術支持。

反觀當下，雖然消費級的水下智能機器人已開始在國內上開始流行，并主要用于潛水運動、海釣捕魚、水下攝影，但國內品牌的水下機器人產品卻始終不能在海內外的中高端民用市場獲得用戶青睞。畢竟，其應用空間在危險的海洋，無論是使用環(huán)境還是使用壽命都必須承受嚴酷的考驗。

因此，盡管水下機器人行業(yè)正在通過方方面面滲入我們的生活。但由于技術門檻高，研發(fā)難度大、周期長，即便一部分產品未能達到實用標準，大多數(shù)的水下機器人產品還是較為偏向B端，價格也較為昂貴。行業(yè)如若想要真正滲入C端市場，仍需要突破價格門檻和使用門檻。不過遺憾的是，目前萬元以下、操作簡單易攜帶的水中機器人仍未出現(xiàn)在市場。

2．“三大難題”難以攻破

對于B端市場來說，其也并非“完美無缺”。B端市場中的水下機器人也存在著諸多需要攻克的難題。

首先要解決的就是密封性問題。作為長時間水下作業(yè)的機器人，其內部有著電路、電機等眾多電子元器件，而目前業(yè)內通過加固設備外殼的密封性及內部設置密封艙等方式保證密封性，但其效果并未盡如人意。

其次是完善機器人的水下平衡能力。根據(jù)物理學中的阿基米德原理，浸在液體或氣體里的物體會受到向上的浮力作用，浮力的大小則等于被該物體排開的液體的重力。而浮力正是水下機器人需要解決的一個重要問題，但這不僅需要開發(fā)者進行精確計算，還需要對設備進行相當精細的重力布局，甚是設備內的每一根線都要仔細考慮，并且要經歷數(shù)十次的測試。

最后，作為水下機器人，其對通訊設備、攝像頭、推進器等設備也有更高要求。畢竟，水下機器人最基本的工作是代替人潛入水中，通過攝像頭拍攝水下情況，在這一過程中還需要燈光的配合，然后將這些數(shù)據(jù)將通過無線設備傳回到水上的關聯(lián)設備。

總的來說，不論是B端還是C端的水下機器人，其發(fā)展仍然有很長的路要走，但是也能看到，其水產養(yǎng)殖、水污染檢測、教育行業(yè)和市政管道檢測以及民用行業(yè)依然有著很大的前景。

畢竟，“拯救泰坦尼克號”，傾聽“大海之聲”，水下機器人發(fā)揮著無法替代的作用。