水下的案例
Nature子刊：水下“膠水”，在水下黏附強度高，而且可逆調節！
因此，水下高黏附材料一直是工程材料領域的研究難點與熱點。科研人員通過仿生多巴胺、界面超分子作用、聚電解質絡合作用等手段，發展了不同類型的水下黏附材料，但很難實現材料的水下可逆黏附性調控。
近日，中國科學院蘭州化學物理研究所周峰課題組與香港城市大學王鉆開課題組合作，設計制備了一種仿生水下“膠水”，該材料不僅在水下具有較強的黏附性，更重要的是，其在水下的黏附強度可以通過控制界面溫度進行可逆調節。
該材料體系設計理念來源于貽貝足絲在水下具有高黏附強度和水下粘合劑快速失效。為了使材料具備水下高粘附性，研究人員首先制備了一種水下黏附性聚合物，即將黏附性多巴胺分子與疏水單體聚合制備仿生黏附性線性聚合物；為了實現水下黏附強度的可調節性，又設計制備了一種溫度響應性聚合物（聚N-異丙基丙烯酰胺），該聚合物在低于其相轉變溫度條件下與水分子形成分子間氫鍵而呈現高度水化狀態，在高于其相轉變溫度時形成分子內氫鍵而呈現去水化狀態。因此，依據水下膠黏劑失效原理，將此種響應性分子覆蓋到黏附分子表面。通過調節溫度，調節界面處分子的水化與去水化，可以實現水下黏附可逆調控。
為了能夠使響應性分子順利均勻組裝到黏性聚合物表面，在上述兩種聚合物體系中引入超分子主客體，通過分子識別作用，實現響應性聚合物在黏附性聚合物表面的高效組裝。該材料體系的水下黏附強度調節機理如圖1所示。通過微/宏觀黏附性測試證實，在較高溫度下該材料表面具有較高的水性黏附強度，而在室溫環境下幾乎沒有任何黏附。這種高黏附-低黏附強度轉變可以實現可逆調節，幾乎不損失其水下黏附強度（圖2）。
展開 Nature子刊：水下“膠水”，在水下黏附強度高，而且可逆調節！
因此，水下高黏附材料一直是工程材料領域的研究難點與熱點。科研人員通過仿生多巴胺、界面超分子作用、聚電解質絡合作用等手段，發展了不同類型的水下黏附材料，但很難實現材料的水下可逆黏附性調控。
近日，中國科學院蘭州化學物理研究所周峰課題組與香港城市大學王鉆開課題組合作，設計制備了一種仿生水下“膠水”，該材料不僅在水下具有較強的黏附性，更重要的是，其在水下的黏附強度可以通過控制界面溫度進行可逆調節。
該材料體系設計理念來源于貽貝足絲在水下具有高黏附強度和水下粘合劑快速失效。為了使材料具備水下高粘附性，研究人員首先制備了一種水下黏附性聚合物，即將黏附性多巴胺分子與疏水單體聚合制備仿生黏附性線性聚合物；為了實現水下黏附強度的可調節性，又設計制備了一種溫度響應性聚合物（聚N-異丙基丙烯酰胺），該聚合物在低于其相轉變溫度條件下與水分子形成分子間氫鍵而呈現高度水化狀態，在高于其相轉變溫度時形成分子內氫鍵而呈現去水化狀態。因此，依據水下膠黏劑失效原理，將此種響應性分子覆蓋到黏附分子表面。通過調節溫度，調節界面處分子的水化與去水化，可以實現水下黏附可逆調控。
為了能夠使響應性分子順利均勻組裝到黏性聚合物表面，在上述兩種聚合物體系中引入超分子主客體，通過分子識別作用，實現響應性聚合物在黏附性聚合物表面的高效組裝。該材料體系的水下黏附強度調節機理如圖1所示。通過微/宏觀黏附性測試證實，在較高溫度下該材料表面具有較高的水性黏附強度，而在室溫環境下幾乎沒有任何黏附。這種高黏附-低黏附強度轉變可以實現可逆調節，幾乎不損失其水下黏附強度（圖2）。
展開 美國海軍水下戰概念的發展分析及思考
水下戰場以其良好的隱蔽性成為當今海戰的重要本文在對美海軍水下戰概念的研究現狀及其發展趨勢進行系統梳理的基礎上，緊盯水下作戰和水下裝備發展需求，分析提出未來水下戰的幾個重點發展方向，旨在為海軍水下作戰樣式轉變和水下作戰力量建設提供參考，對于提高非對稱作戰制衡能力具有重要意義。
導讀
水下戰場以其良好的隱蔽性成為當今海戰的重要主戰場之一。二戰中，德國的潛艇戰一度對盟軍的海上交通運輸線造成了極大破壞，讓世界各海軍強國認識到了水下戰的巨大威力。自此，傳統的海戰場由水面向水下深度延伸，更大地增加了當今海戰的復雜性和不確定性，尤其加之近年來各類新型無人水下作戰裝備的發展與應用，對水下作戰概念研究提出了更高要求。水下戰作為一個蓬勃興起并快速發展的全新作戰領域正在越來越大的程度上影響著當今海戰模式，水下戰場也必將成為未來大國軍事角逐的主戰場之一，誰能有效把控和利用好這個主戰場，誰就能贏得未來海戰的主動權，加強水下戰概念研究以應對復雜多變的現代化戰爭是成為各海軍強國的當務之急。
本文在對美海軍水下戰概念的研究現狀及其發展趨勢進行系統梳理的基礎上，緊盯水下作戰和水下裝備發展需求，分析提出未來水下戰的幾個重點發展方向，旨在為海軍水下作戰樣式轉變和水下作戰力量建設提供參考，對于提高非對稱作戰制衡能力具有重要意義。
展開 水下采油樹關鍵技術
3、關鍵零部件技術
水下生產裝備設計制造是一個龐大的系統工程，涉及的技術領域非常廣泛，跨專業、跨學科的技術領域多、難度大。有些關鍵零部件仍然需要整體購買國外的現成產品。
如，水下閘閥和節流閥是水下采油樹的關鍵組成部件。作為流體管路的控制裝置，技術含量高，其性能直接關系到水下采油樹的可靠性和安全性，水下閘閥的基本功能是接通或切斷管路介質通道，水下節流閥的基本功能是控制和調節產出油氣的流量和壓力。國外現有水下閥技術較成熟，國內已有部分閥門廠家開始進行相關產品的研發，但目前未見成熟產品實際應用于工程項目。
4、防腐技術
水下采油生產系統的防腐，包括表面處理和犧牲陽極技術。
表面處理的方式包括防腐內外涂層、鍍層等。防腐蝕內涂層可以有效地防止管道的內腐蝕，具有優良的耐蝕性和耐磨性能。考慮到水下操作及監測困難，水下采油樹外部防腐采用犧牲陽極，設計壽命至少應在20年以上。
5、試驗分析
海水的特殊環境，如海水的腐蝕以及伴隨海水深度增加的環境壓力，對于水下采油樹，尤其是水下閥門的承壓性能、耐腐蝕性能、密封性能、動作性能、使用壽命及維護周期都有著較高的要求。對組成水下采油樹的各個功能部件，通過環境分析、力學分析、溫度分析、故障樹分析和性能試驗等方法，研究深水條件下該類部件的運作可靠性和失效機理，提高水下采油樹的可靠性。
我國當前試驗配套條件嚴重不足，不僅必要的實驗室模擬分析和地面單元試驗測試條件有限，而且最關鍵的是沒有用于從事海試試驗的基地，使得產品性能得不到有效驗證，從而使許多研究成果只能停留在文字或紙面上，難以形成產業。
展開 
水下機器人救援 需具備哪些能力？
這就需要水下機器人有非常強的對水下圖像進行增強、處理，再色彩還原的能力，同時還得確保水下機器人具有強大的水下穩定運行能力，動力系統穩定可靠，能夠完成快速上浮、下潛、推進、后退等動作。
水下機器人能否救援 還需具備這些能力
對于能夠開展救援的水下機器人，則對操作能力的要求更高。
“這就意味著水下機器人能夠實現遠程遙控操作。”王振民表示，現場環境十分復雜，對水下機器人的協同作業技術要求很高。首先水下機器人必須具備較強的承壓能力；其次，水下機器人的機械手要能夠準確定位、正確識別，然后才能實現正確路徑規劃，從而可靠地抓到目標物，實現相應操作。比如，車輛的門窗打不開，就可能需要用到水下切割。水下機器人攜帶水下切割設備先在車輛的某個位置切開一個小口，然后再進入車輛中實施救援。
按照水下切割方法的基本原理和切割狀態來區分，主要有水下熱切割和冷切割兩大類方法。其中，水下機械切割法、水下高壓水切割法等都屬于水下冷切割法。而水下熱切割法是利用熱源對金屬進行加熱并采取某種措施將熔化金屬或熔渣去除而形成切口的切割方法，采用水下焊條或者等離子弧來進行熱切割是比較常用的兩種熱切割方法。
“區別于市場上普通的消費類水下機器人，進行水下救援的機器人應屬于特種作業機器人。”王振民強調，它一定要能完成實際作業任務，除了具有較高的穩定性、可靠性、操作精度外，還需要擁有相應識別功能、判斷操控能力，以及良好的協同操作能力。水下救援難度高，水下特種機器人的發展也為水下救援提供了更多更安全的救援方法。
展開 海洋技術▏基于巡管應用的水下機器人研究
先進設計制造技術應用在智能水下機器人，主要體現在載體的模塊化方面。目前，大多數智能水下機器人都是載體外形一體化，在外形設計上主要考慮外形的水動力性能，而內部設備則是進行模塊化設計。同時，為滿足水下密封和承壓的使用要求，他們通常使用耐壓艙結構，耐壓艙結構多為球殼結構和圓柱殼結構。
利用水下機器人進行水下管道的檢測最重要的是要對其進行可控式的移動，所以應首先確定水下機器人的驅動模塊，根據動力來源可以將驅動系統分成兩大類：主動式和被動式。主動式機器人就是具有自主移動能力的機器人，而被動式的機器人不具備自主移動的能力，本項目所研究的水下巡管機器人是在針對水下管道的外面作業，因此，驅動模塊部分的設計應選主動式系統去設計。
對于機器人運行而言，通信模塊是機器與上位機系統進行信息交流的媒介，選用通信模塊的主要依據就是通信快、距離遠、信息傳遞準確。目前，比較流行的通信方式有Wifi、藍牙、通信光纖、無線網、ZigBee和NFC等，它們都有各自的優缺點。考慮到水下機器人傳輸距離遠，數據傳輸速度快其必須滿足通信訊號穩定的要求，我們選擇通信光纖方式。機器上所配置的通信模塊體積小，便于安裝，能嵌入到大多數的產品中去，支持多種模式，也支持AT指令，有利于編程。
除上述構成水下機器人必不可少的系統模塊外，實現以水下機器人為載體去實現水下巡管功能，必須搭載多個傳感器所構成的傳感器功能模塊。機器人在水下通過各類傳感器來獲取外界信息，如攝像頭獲取圖片信息，將信息通過連接通信模塊實時傳輸以實現與上位機視覺結合的功能；壓力傳感器可以獲取外界的壓力信息，感知水下液體對自身的壓力變化來做出對應的調整。選擇何種傳感器要根據機器人在水下工作所要實現的功能來決定，攝像頭必不可少。
展開 水下無人系統智能化關鍵技術發展現狀
1 引言
水下無人系統（Unmanned Underwater System，UUS）是各類無人水下航行器（Unmanned Underwater Vehicle，UUV）、水下無人作戰平臺及其所必要的控制設備、網絡和人員的總稱。在民用領域，UUS可進行深海數據收集、資源勘探、深海救援等；在軍事領域，UUS也可進行情報收集、水下偵查、作戰打擊和后勤支援等［1］，因此水下無人系統具有重要研究價值。
近年來，隨著國家海洋強國戰略的實施，人們對海洋資源的開發利用需求不斷加大。UUS雖然可以代替人執行一些“枯燥的、惡劣的和危險的”水下任務，但執行任務過程智能化程度仍處于較低水平。隨著人工智能技術的迅速發展，智能化的設備已經逐漸應用到了各個領域。對于水下無人系統來說，智能化更是未來發展的重要趨勢。
通過分析發現，水下無人系統智能化涉及水下通信、智能集群以及水下智能仿生等關鍵技術。
水下通信技術是實現智能化的關鍵因素之一，水下控制、數據通信、圖像傳輸以及協同作戰的配合都離不開水下通信的基礎保障。
展開 極地科考破冰船水下輻射噪聲分析
然而尤其是高等級破冰強度的極地科考破冰船, 其所具備的特殊船型、大功率主機、高強度螺旋槳以及可能安裝于船體外的全方位推進器都會給水下輻射噪聲控制帶來了極大的挑戰。文中介紹了某極地科考破冰船項目水下輻射噪聲的前期研究。首先比較了船舶水下輻射噪聲相關標準, 分析了船舶水下輻射噪聲的來源, 歸納總結了抑制水下輻射噪聲的方法。然后針對某極地科考破冰船的水下輻射噪聲進行了實船驗證, 實測中采用多水聽器方法, 將測得的輻射噪聲數據與國外同類船進行對比, 初步分析了目前極地科考破冰船水下噪聲特性。研究結果可為開展極地科考破冰船水下輻射噪聲抑制研究提供理論參考。
引言
近年來, 隨著船舶航運事業的發展, 海洋噪聲污染帶來的問題日益突出, 由船舶引起的水下噪聲是人類活動對水下環境噪聲產生影響的重要因素。隨著海洋資源利用程度的增加及經濟全球化水平的發展, 船舶水下輻射噪聲嚴重威脅著海洋生物的生存發展, 噪聲對海洋生物特別是哺乳動物的影響, 引起了國外環境保護組織和科學家的高度關注, 國際海事組織也不斷有提案涉及要求商用運輸船控制水下輻射噪聲的內容[1]。另一方面, 在兩極特殊環境下運行的極地科考破冰船要求在不干擾海洋生物正常活動的前提下開展兩極和大洋的科學考察, 更需要在特定頻率范圍內對水下輻射噪聲進行嚴格控制, 以期獲得自身探測設備較佳的環境場。然而尤其是高等級破冰強度的極地科考破冰船, 其所具備的破冰船型、大功率主機、高強度螺旋槳以及可能安裝于船體外的全方位推進器都給水下輻射噪聲控制帶來了極大的挑戰。
展開 華南理工大學教授王振民：水下機器人焊接與增材制造應用空間巨大
隨著海洋石油工程、海洋科考、海洋打撈等領域的快速發展，推動了水下機器人裝備需求的增長，加上政府對于水下機器人的關注力度加強，資本市場也在逐漸向水下機器人靠攏。目前已經有多家水下機器人企業獲得了高額融資，中國水下機器人生產企業在不斷壯大。
華南理工大學教授王振民指出，隨著人們開發海洋及內陸水資源活動的增加，水下機器人焊接與增材制造將打開廣闊的應用空間，從海洋島礁建設、海上油氣田、水壩建設、大型船艦修復、核泄漏事故應急水下修復到軍事海防工程等，水下機器人裝備為重大裝備的建造與自動化維保提供強大助力。
華南理工大學教授王振民
目前，水下機器人市場仍處于起步階段，分析其原因主要是這一領域的資金和技術門檻較高，特別是用于實際工程作業的水下機器人系統結構復雜，研制周期長，產業化難度大，投資存在一定的風險。還有，國內水下機器人市場雖然大，但真正有實力的企業并不多，產業優勢也沒有形成，更沒有行業的巨頭。
水下機器人焊接與增材制造技術難題亟待破解
由于我國水下機器人焊接和增材制造的研究起步較晚，與國外產生了較大的差距，包括水下作業的范圍/效率/環境空間/深度等方面，國外基本上是千米深度起步，我們還處于摸索階段。水下焊接與增材設備研制周期長、投資大，現階段國內大部分仍然采用水下蛙人作業的方式，現有水下作業機器人企業存在生存壓力。
不過，多年來中國在水下機器人技術上也取得了一些進步。
展開 國外水下噪聲試驗手段發展趨勢
圖24 Arveson貨船輻射噪聲特性試驗
海洋及內河運輸業的發展使營運船舶迅速增加，船舶運輸尤其是船舶水下噪聲污染嚴重影響了水生生物的生存環境。隨著環境保護意識的提高，船舶水下輻射噪聲問題越來越受到關注。
1995年Mitson對試驗船的輻射噪聲和對魚類的影響進行了研究。2004年伍茲霍爾海洋研究所海洋政策中心McCarthy出版了水下噪聲的國際章程，建立法律和標準來限制海洋噪聲污染。國際海事組織已經開始著手研究水下噪聲限制規范，ISO也在為船舶水下噪聲測試著手建立一系列標準性文件。
DNV為工程船建立了水下輻射噪聲測試標準和限值標準[21]。2009年美國聲學學會制訂了船舶水下噪聲測試一般要求的ANSI標準(ANSI/ASAS12.64-2009/Partl)[19]，主要針對三種測試精度要求對測試海域深度提出了三個等級標準。ISO將ANSI標準納入到ISO水下噪聲測試標準體系中[20]。
圖25 DNV水下輻射噪聲測試裝置
總體上講，民船水下輻射噪聲測試還處于單水聽器測試階段。DNV測試標準要求在水底布放一個水聽器進行測試；德國DW公司利用沉底式浮標測量水面船只的水下輻射噪聲,開發了可防止拖網的沉底浮標；荷蘭國家應用科學院采用2-3個水聽器懸掛在船尾浮標上進行測試；羅馬尼亞釆用浮標懸掛3個水聽器進行測試[22]。
展開 水下生產系統布局方式
隨著深水油氣田開發的不斷發展，水下生產系統發揮著越來越重要的作用。水下生產系統布局是深水油氣田濕式井口開發的關鍵問題，是一個復雜的系統工程，對前期開發方案、管線布局、清管回路的設計、安裝，以及后期的維護等帶來重大影響，尤其是對整個深水油氣田的油氣生產、經濟投資、水下控制，以及安全風險等，起決定作用。工程開發方案，包括選擇適合的工程模式、水下井口的組合方式、海底管道的清管方案、水下生產系統的控制方案。
根據水下井口不同的組合方案，水下生產系統的總體布局形式分為幾種不同的情況。根據油藏模型及鉆井軌跡設計可以確定各種井型、井位和井口數量的備選方案。在水下生產系統開發中，水下井口的組合方案有以下幾種方式：
1、衛星井：用于已建設施周邊的小規模邊際油藏的開發，單個水下井口直接回接到附近水下或水面依托 設施。對于單個衛星井，可充分利用周邊已有或在建設施，將生產管道、控制臍帶纜連接到衛星井采油樹上。
2、叢式井：如果水下井口中可以集中在一起布置，開發成本常常會比相同數量但分布廣泛的衛星井要低，因為海底管道和臍帶纜的總長度較短，如果幾個衛星井距離較近，一個單獨的管匯就可以放在靠近井的位置，收集所有井的產品，通過單一的生產管道輸送到生產設備。水下井口的叢式井組合方式通常為3-8口水下井口分散地布置在中心管匯的周圍，采油樹和管匯之間通過跨接管連接。此外，叢式井管匯可以使用單根臍帶纜進行控制和藥劑分配，臍帶纜水下終端集成可以布置在叢式井管匯的周邊，也可以集成在叢井式管匯當中。管匯的井槽數越多，尺寸越大，重量越大。
3、集中式基盤：基盤是一個用于引導鉆井或其他設備的海底結構物。可支撐管匯、立管、井口、鉆井和完井設備，還有管道連接設備的結構框架。叢式井也可以通過基盤來布置，典型的集中式基盤是將幾個水下采油樹、水下管匯及臍帶纜終端集成在基盤結構當中。
展開 
基于海洋環境噪聲水下探測研究進展
二、基于海洋環境噪聲的
水下目標探測
水下目標檢測、識別和跟蹤是熱點研究領域，涉及范圍包括：瀕危水生物的跟蹤與保護、魚群定位、分類與跟蹤、水環境測深與建模、海床建模與繪圖、打撈與救助、海底管道探測、海底目標定位與識別，以及軍事上水雷、潛艇、蛙人、水下航行器等水下目標物的探測、識別與跟蹤等。水下目標探測對于維護國家主權、保障國家海洋環境安全、促進海洋探索與開發至關重要。
水下聲學測量具有距離遠、效率高的特點。應用聲吶檢測水下目標是目前最常用的檢測手段，聲吶設備包括：前視聲吶、側掃聲吶和合成孔徑聲吶。水下目標監視系統，通過接收目標的輻射噪聲或散射聲波對目標進行分類、識別和定位，長基線低頻被動聲吶可以監視諸如潛艇之類的大目標，在航行過程中產生較大的輻射噪聲。聲波在水下可以遠距離傳播，目標識別系統通過聲吶被動接收目標的輻射噪聲對目標進行特征分析，聲矢量傳感器可用于水下弱目標識別與檢測。
在傳統的聲吶系統中，海洋環境噪聲掩蓋了目標聲音的特征，從而阻礙了目標信號的檢測。但與此同時，海洋環境噪聲中也攜帶了豐富的海洋環境信息，利用海洋環境噪聲可以實現水下目標聲成像。
FLATTE′S和MUNK等在《簡式防務周刊》首次探索了將海洋環境噪聲作為聲學“照明”源形成水下物體圖像的可能性，海洋環境噪聲在水下目標存在時發生改變來判斷目標的存在。20世紀80年代，BUCKINGHAM提出了聲學照明的想法，用海洋噪聲充當“光源”，將噪聲“照射”成像比擬大氣中日光照相，對海洋中的目標進行探測和成像。BUCKINGHAM針對海洋環境噪聲，進行水下目標散射聲場的計算。
展開 便攜式船載水下跟蹤測量系統設計
近年來，海洋資源的開發力度不斷加大，同時也促進了無人智能潛器技術的快速發展，UUV、ROV等水下無人設備的應用范圍也越來越廣泛，大到海洋監測網絡的建設，小到水庫安全檢測都有水下智能無人設備活躍的身影，而水下目標定位跟蹤測量系統作為水下無人設備工作保障設備之一，其重要性不言而喻。
水下目標定位跟蹤測量系統已有多年的發展歷史，主要分為長基線系統、短基線系統和超短基線系統。這些測量系統測量原理基本相同，只是根據測量目標、應用環境以及使用條件的不同，也具有不同的機械結構和功能設計。常見的水下跟蹤測量設備專用性較強，主要根據特定用途專門設計，應用拓展較難。且國內外市場上的船載跟蹤系統大部分都需要配備相應的安裝構件，工作時都有特定要求，通用性不強。
因此，結合水下無人設備的廣闊發展前景，考慮降低其使用難度和成本，設計一種體積小、機械結構易于拆卸及安裝、便于船載使用的水下目標定位跟蹤測量系統是很有必要的。
二、水下跟蹤系統測量原理
便攜式水下目標定位跟蹤系統水平定位采用同步式球面交匯定位原理。深度測量采用脈沖間隔遙測方法，利用雙脈沖時延值調制完成水下目標的深度測量。其水平定位球面交匯方程為：
(x－xi)2＋(y－yi)2＋(z－zi)2＝c2×ti2（i＝1，2，3） ⑴
式中：（x、y、z）為所求的目標位置，單位：m；（xi、yi、zi）為已知的水聽器坐標，單位：m；c為平均聲速，單位：m/s；ti為聲信號到達各水聽器的時間，單位：s。
展開 從“紅海”到“藍海” 水下無人機不只是幸運兒
現在，隨著海洋經濟的加快發展、海洋探索的日益推進，水下無人機應用前景也越發明朗。目前，水下無人機被廣泛應用于軍事國防、自然資源勘探、漁業養殖、海洋科考、休閑旅游以及專業教育等領域，獲得了越來越多專業人士與消費者的喜愛。
從行業角度而言，水下無人機還處于初步發展階段，距離大規模商業化還有一段路要走。在國內，深之藍、潛行科技、鰭源科技等許多企業都開始爭相布局水下無人機消費級市場，暫時還沒有出現有絕對優勢的頭部企業。對于更多的初創企業而言，這是難得的機遇期。
未來發展前景值得期待
隨著眾多企業的入局，以及資本市場的關注，水下無人機正成為最具發展潛力的無人機細分領域之一。這一片“藍海”未來能夠形成多大的規模，成長為什么“樣子”，十分值得期待。
具體來說，水下無人機擁有三大發展優勢。一是市場優勢，隨著各國海洋經濟的發展，海洋活動日趨頻繁，涉水產業也迎來快速擴張，對于水下無人機的需求自然隨之提升；二是應用優勢，水下無人機與空中無人機類似，能夠廣泛應用于諸多場景、行業；三是效益優勢，水下無人機的應用，能夠大幅降低人工作業風險，還能提升水下作業效率。
接下來，水下無人機產業的發展以及市場潛力的釋放都有望進入加速期。據專家預測，到2025年，國內水下潛航器整體市場規模有望達到800億元，其中消費級水下無人機將占據較大比例。未來，水下無人機行業會否出現又一個“大疆”呢？我們拭目以待。
展開 新型相機：模仿皮皮蝦眼睛，可用于水下定位導航！
該研究發表于《科學進展（Science Advances）》，首次展示了利用水下偏振光信息的水下無源全球定位系統。這項技術將為水下導航系統以及理解海洋動物的遷徙行為，打開新的可能性。
（圖片來源：Viktor Gruev）
技術
該相機是一種偏振光成像儀，以啟發它的皮皮蝦命名，稱為“皮皮蝦相機”（Mantis Cam）。當光線透過水面產生折射并在水中發生散射時，這種相機正好利用了光線折射或者散射的偏振特性。
（圖片來源：參考資料【2】）
這項研究的領頭人、伊利諾伊大學電氣與計算機工程系教授、Carle Illinois 醫學院教授 Viktor Gruev 表示：“我們與海洋生物學家一起，采集了全世界的水下偏振光數據，并注意到水中的偏振光圖像在持續改變。這完全不同于生物學家對于水下偏振光信息的想法，他們認為這些圖像是相機失靈引起的，而我們對于自己的技術非常有把握，我們知道這種現象能為進一步的研究提供線索。”
回到實驗室之后，Gruev 與論文合著者之一、研究生 Samuel Powell 認為，水下偏振圖像是太陽與圖像采集點之間的相對位置導致的。他們發現，水下偏振圖像可用于評估太陽的方位角和高度角，加上拍攝的日期和時間，就可以計算出他們所處的GPS坐標。
（圖片來源：參考資料【2】）
伊利諾伊大學貝克曼高級科學技術研究所成員 Gruev說：“通過將生物啟發的相機與電子羅盤以及傾角傳感器相結合，我們在全球不同地點、不同水下深度、不同氣流條件、不同時間測量水下偏振光數據，對我們的水下全球定位系統方案進行測試。我們發現，我們能在61千米精度范圍內，定位我們在地球上所處的位置。”
（圖片來源：參考資料【2】）
價值
這項技術為人類和機器人采用偏振光的視覺線索，更好地在水下導航，打開新的途徑。
展開 