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水下机器人捞“海参”看点多:有的满载而归 有的两手空空

半岛晨报 08-22

2019 年水下机器人目标抓取大赛现场采风

不少人都玩过 " 抓娃娃 ",难以控制的力度和准确度常常让人急得跳脚,那么在海底用水下机器人 " 抓娃娃 " 又是怎样的体验?预赛场地升级会给参赛团队带来哪些影响?记者来到 2019 年水下机器人目标抓取大赛预赛现场一探究竟。

水下机器人怎么 " 抓娃娃 "?

在人机协同抓取预赛现场,记者了解到,黄金海岸比赛区域水下设置了 4 个摄像头,机器人在水下的一举一动都将被拍摄记录并传回专家裁判组直播大厅,最终的成绩将由在比赛场地的裁判和在直播大厅的专家组一起得出。

在该项比赛中,天津大学 Tank 队捕捞出 3 根海参(模型),截至 11 点,是捕捞海珍品模型数量最多的团队。记者看到,Tank 队的机器人长约 70 厘米,安装了 4 个动力螺旋桨,潜下水后,可以实现机器人上下左右的移动,通过机器上可旋转 180 度的摄像头,岸上的参赛者可以通过屏幕看到水中的情况,利用操作杆控制机械手,对扇贝、海参、海胆等海珍品模型进行抓取。Tank 的团队采用分离式的网兜,需要将目标物放到网兜中,将机器人和网兜分别提上岸。

今年预赛还首次增加了遍历环节,机器人要对水下悬浮 6 面体的 6 个面按顺序完成定点悬浮动作。当天 Tank 队虽没按顺序定点悬浮,但以 125 秒完成了 6 个面的遍历任务,成绩也不错。

真实海下环境带来了哪些看点?

虽然整个过程貌似有点像抓娃娃,但实际上两者难度相差悬殊。有的机器人因为设备故障无法下水;有的机器人虽然抓到了目标物,但因为水草缠绕,无法将目标物打捞上岸;还有的在静态水池中状态良好,在真实近海水域中却 " 蒙圈 " 了,无法完整遍历 6 个面。

据了解,近岸水域水下状况多变,增加了对于精准操控、精准识别、精准抓取的难度,对机器人的技术要求提出了更高的挑战,主要包括仿真、智能控制、水下目标探测与识别、水下定位、通信、能源系统等技术,大赛的技术密集性进一步提高。

人机协同抓取预赛现场裁判林驰告诉记者,遍历和抓取时间限时 15 分钟,截至上午 11 点,7 支队伍完成了比赛,其中有 4 支队伍完成了遍历部分,4 支队伍完成了抓取部分,只有 3 支队伍同时完成了遍历和抓取任务。" 今年的抓取情况比去年和前年要好很多,今天浪比较大,而且水下能见度特别低,‌‌ 能抓到一个已经很不容易了,但是有些队伍已经抓了三个,还有的队伍提前完成了比赛,‌‌ 他们的机器人性能比较好,下水之后可以快速完成六面体的遍历,还有水下海珍品的抓取。"‌

参赛队伍收获了什么?

在今天的资格赛中,北航——中科院自动化联队参加了目标识别(在线)、人机协同抓取预赛,这也是该队第三次参加水下机器人目标抓取大赛。

据了解,该团队基于软体机器人设计制造了一套用于浅海探测识别与无损快速抓取的水下抓取机器人。其特点在于软体手抓对目标物没有伤害,力度可以根据不同的目标物进行改变。

队长刘嘉琦告诉记者,通过参加水下机器人目标抓取大赛,该队的水下机器人也得到了不断完善。" 第一届参赛的时候,虽然能抓住目标物,但因为筐的位置不理想,无法将目标物投入筐中。第二届改进了筐的位置,顺利抓到了 10 个目标物,今年我们的目标是实现自主抓取,机器人在没有人工干预的状态下正常工作,提升工作效率。"

刘嘉琦说,实践出真知,水下机器人还是要到海里扑腾一番,这样实践才更有代表性,才能推动科研成果的应用。

半岛晨报、39 度视频记者黄凤桐 摄影记者张腾飞

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