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日本水下仿生機(jī)器人（日本水下仿生機(jī)器人叫什么）

發(fā)布時(shí)間：2023-05-25 07:06:14 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 131

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來(lái)大家介紹下關(guān)于日本水下仿生機(jī)器人的問(wèn)題，以下是小編對(duì)此問(wèn)題的歸納整理，讓我們一起來(lái)看看吧。

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水下機(jī)器人的發(fā)展歷程
日本的機(jī)器人，到底有哪些功能？日本為何發(fā)展仿生機(jī)器人？

日本水下仿生機(jī)器人（日本水下仿生機(jī)器人叫什么）

水下機(jī)器人的發(fā)展歷程

從1953年至1974年為第一階段，主要進(jìn)行潛水器的研制和早期的開(kāi)發(fā)工作。先后研制出20多艘潛水器。其中美國(guó)的CURV系統(tǒng)在西班牙海成功地回收一枚氫彈，引起世界各國(guó)的重視。
1953年第一艘無(wú)人遙控潛水器問(wèn)世，到1974年的20年里，全世界共研制了20艘無(wú)人遙控潛水器。特別是1974年以后，由于海洋油氣業(yè)的迅速發(fā)展，無(wú)人遙控潛水器也得到飛速發(fā)展。
無(wú)人有纜潛水器的研制80年代進(jìn)入了較快的發(fā)展時(shí)期。1975至1985年是遙控潛水器大發(fā)展時(shí)期。到1981年，無(wú)人遙控潛水器發(fā)展到了400余艘，其中90%以上是直接；或間接為海洋石油開(kāi)采業(yè)服務(wù)的。海洋石油和天然氣開(kāi)發(fā)的需要，推動(dòng)了潛水器理論和應(yīng)用的研究，潛水器的數(shù)量和種類都有顯著地增長(zhǎng)。載人潛水器和無(wú)人遙控潛水器（包括有纜遙控潛水器、水底爬行潛水器、拖航潛水器、無(wú)纜潛水器）在海洋調(diào)查、海洋石油開(kāi)發(fā)、救撈等方面發(fā)揮了較大的作用。
1985年，潛水器又進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。80年代以來(lái)，中國(guó)也開(kāi)展了水下機(jī)器人的研究和開(kāi)發(fā)，研制出“海人”1號(hào)(HR-1)水下機(jī)器人，成功地進(jìn)行水下實(shí)驗(yàn)。 1988年，無(wú)人遙控潛水器又得到長(zhǎng)足發(fā)展，猛增到958艘，比1981年增加了110%。這個(gè)時(shí)期增加的潛水器多數(shù)為有纜遙控潛水器，大約為800艘上下，其中420余艘是直接為海上池氣開(kāi)采用的。無(wú)人無(wú)纜潛水器的發(fā)展相對(duì)慢一些，只研制出26艘，其中工業(yè)用的儀8艘，其他的均用于軍事和科學(xué)研究。另外，載人和無(wú)人混合理潛水器在這個(gè)時(shí)期也得到發(fā)展，已經(jīng)研制出32艘，其中 28艘用于工業(yè)服務(wù)。
1980年法國(guó)國(guó)家海洋開(kāi)發(fā)中心建造了“逆戟鯨”號(hào)無(wú)人無(wú)纜潛水器，最大潛深為6000米?！澳胬述L”號(hào)潛水器先后進(jìn)行過(guò)130多次深潛作業(yè)，完成了太平洋海底錳結(jié)核調(diào)查海底峽谷調(diào)查、太平洋和地中海海底電纜事故調(diào)查、洋中脊調(diào)查等重大課題任務(wù)。1987年，法國(guó)國(guó)家海彈開(kāi)發(fā)中心又與一家公司合作，共同建造“埃里特”聲學(xué)遙控潛水器。用于水下鉆井機(jī)檢查、海底油機(jī)設(shè)備安裝、油管輔設(shè)、錨纜加固等復(fù)雜作業(yè)。這種聲學(xué)遙控潛水器的智能程度要比“逆戟鯨”號(hào)高許多。
1987年，日本海事科學(xué)技術(shù)中心研究成功深海無(wú)人遙控潛水器“海鲀3K”號(hào)，可下潛3300米。研制“海鲀3K”號(hào)的目的，是為了在載人潛水之前對(duì)預(yù)定潛水點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查而設(shè)計(jì)的，供專門從事深海研究的，同時(shí)，也可利用“海鲀3K”號(hào)進(jìn)行海底救護(hù)?！昂ｗ?K”號(hào)屬于有纜式潛水器，在設(shè)計(jì)上有前后、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(wàn)米級(jí)無(wú)人遙控潛水器。這種潛水器由工作母船進(jìn)行控制操作，可以較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行深海調(diào)查。這種潛水器可望在1992年內(nèi)建成，總投資為40億日元。日本對(duì)于無(wú)人有纜潛水器的研制比較重視，不僅有研究項(xiàng)目，而且還有較大型的長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃。
1988年，美國(guó)國(guó)防部的國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局與一家研究機(jī)構(gòu)合作，投資2360萬(wàn)美元研制兩艘無(wú)人無(wú)纜潛水器。
1990年，無(wú)人無(wú)纜潛水器研制成功，定名為“UUV”號(hào)。這種潛水器重量為6.8噸，性能特別好，最大航速10節(jié)，能在44秒內(nèi)由0加速到10節(jié)，當(dāng)航速大于3節(jié)時(shí)，航行深度控制在土1米，導(dǎo)航精度約0.2節(jié)/小時(shí)，潛水器動(dòng)力采用銀鋅電池。這些技術(shù)條件有助于高水平的深海研究。另外，美國(guó)和加拿大合作將研制出能穿過(guò)北極冰層的無(wú)人無(wú)纜潛水器。
中國(guó)水下機(jī)器人2009年首次在北冰洋海域冰下調(diào)查?！按笱笠惶?hào)”科學(xué)考察船第21航次就在開(kāi)始不久的第三航段考察中，“大洋一號(hào)”首次使用水下機(jī)器人“海龍2號(hào)”在東太平洋海隆“鳥(niǎo)巢”黑煙囪區(qū)觀察到罕見(jiàn)的巨大黑煙囪，并用機(jī)械手準(zhǔn)確抓獲約7千克黑煙囪噴口的硫化物樣品。這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著中國(guó)成為國(guó)際上少數(shù)能使用水下機(jī)器人開(kāi)展洋中脊熱液調(diào)查和取樣研究的國(guó)家之一。依靠“大洋一號(hào)”船的精確動(dòng)力定位，中國(guó)自主研制的水下機(jī)器人“海龍2號(hào)”準(zhǔn)確降落抵達(dá)“鳥(niǎo)巢”黑煙囪區(qū)海底，并展開(kāi)了攝像觀察、熱液環(huán)境參數(shù)測(cè)量。
2012年10月，中國(guó)首款“功能模塊”理念智能水下機(jī)器人問(wèn)世。哈爾濱工程大學(xué)船舶工程學(xué)院5人團(tuán)隊(duì)，在指導(dǎo)教師張鐵棟帶領(lǐng)下，依托水下機(jī)器人國(guó)防重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，歷時(shí)一年自主設(shè)計(jì)出國(guó)內(nèi)首款“多功能智能水下機(jī)器人”，首次將“功能模塊”理念應(yīng)用于水下機(jī)器人領(lǐng)域。該款機(jī)器人可根據(jù)需要選擇不同模塊隨時(shí)“換芯”、隨時(shí)變身，可應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜水下作業(yè)。
這款機(jī)器人獲得首屆“全國(guó)海洋航行器設(shè)計(jì)與制作大賽”實(shí)物制作類特等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目中自主研發(fā)應(yīng)用的永磁式平面磁傳動(dòng)推進(jìn)器、永磁式平面磁傳動(dòng)機(jī)械手、改裝水密接插件均屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，具有重要的推廣價(jià)值。
2012年日本正在實(shí)施一項(xiàng)包括開(kāi)發(fā)先進(jìn)無(wú)人遙控潛水器的大型規(guī)劃。這種無(wú)人有纜潛水器系統(tǒng)在遙控作業(yè)、聲學(xué)影像、水下遙測(cè)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(kāi)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(kāi)采業(yè)，完全取代由潛水人員去完成的危險(xiǎn)水下作業(yè)。
在無(wú)人有纜潛水技術(shù)方面，始終保持了明顯的超前發(fā)展的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)歐洲尤里卡計(jì)劃，英國(guó)、意大利將聯(lián)合研制無(wú)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)良的多。按照尤里卡EU-191計(jì)劃還將建造兩艘無(wú)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(wú)人無(wú)纜潛水器，主要用于水下測(cè)量。這項(xiàng)潛水工程計(jì)劃將由英國(guó)；意大利、丹麥等國(guó)家的l7個(gè)機(jī)構(gòu)參加。英國(guó)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)，它是采用計(jì)算機(jī)控制，并通過(guò)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)控海彈環(huán)境變化的資料，處理海面環(huán)境變化的資料，處理由潛水器傳輸回來(lái)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(guò)整理，通過(guò)微波發(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(kù)里。
2015年3月19日，中國(guó)自主建造的首艘深水多功能工程船——海洋石油286進(jìn)行深水設(shè)備測(cè)試，首次用水下機(jī)器人將五星紅旗插入近3000米水深海底，這是國(guó)內(nèi)首次用水下機(jī)器人將五星紅旗插入近3000米水深的南海。

日本水下仿生機(jī)器人（日本水下仿生機(jī)器人叫什么）

日本的機(jī)器人，到底有哪些功能？日本為何發(fā)展仿生機(jī)器人？

1、日本為何發(fā)展仿生機(jī)器人？

2014年6月，日本政府出臺(tái)《日本復(fù)興戰(zhàn)略》，提出要在 “再生的十年”(2013—2022年度) 實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP) 年均名義增長(zhǎng)率達(dá)到3%、實(shí)際增長(zhǎng)率達(dá)到2%的目標(biāo)。之后，日本政府火速啟動(dòng)“機(jī)器人革命實(shí)施會(huì)議”，由安倍首相親自召開(kāi)。直言要“通過(guò)規(guī)制改革實(shí)現(xiàn)機(jī)器人無(wú)障礙社會(huì)，確立世界最高水準(zhǔn)的人工智能技術(shù)”。

（1）解決養(yǎng)老問(wèn)題

就是在這次首相親自召開(kāi)的會(huì)議上，日本政府把2015年稱為“機(jī)器人革命元年”，機(jī)器人行業(yè)被稱為“技術(shù)創(chuàng)新的象征”，解決少子老齡化社會(huì)人手不足的“王牌手段”，也成為日本政府各種振興經(jīng)濟(jì)的“高招”和“絕招”。所以，日本是真的押寶機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，而用來(lái)解決“老齡化、養(yǎng)老難”的仿真機(jī)器人則是其重中之重。

（2）解決青壯年勞動(dòng)力問(wèn)題

日本對(duì)于發(fā)展其機(jī)器人產(chǎn)業(yè)認(rèn)識(shí)可謂相當(dāng)深刻。除了面對(duì)日益嚴(yán)重的社會(huì)養(yǎng)老問(wèn)題，日本高額的人工費(fèi)用和青壯年勞動(dòng)力不足也是非?，F(xiàn)實(shí)的社會(huì)問(wèn)題。近年來(lái)，隨著日本勞動(dòng)力不足問(wèn)題日趨嚴(yán)重，從大企業(yè)到中小企業(yè)，最基層的基礎(chǔ)勞動(dòng)力始終是極大的問(wèn)題，而對(duì)機(jī)器人的應(yīng)用繼續(xù)擴(kuò)大或許是另外一種可行的方案。

（3）日本擁有機(jī)器人核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件

其實(shí)早在90年代前半期，日本制造的工業(yè)機(jī)器人占世界市場(chǎng)的份額一度高達(dá)90% 。進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代之后，人工智能、計(jì)算機(jī)、機(jī)器人等技術(shù)受到全世界國(guó)家的關(guān)注，但日本依靠其多年的潛心研究，依然占據(jù)了重要位置。發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，日本具有天然的優(yōu)勢(shì)。

具體來(lái)說(shuō)日本的機(jī)器人領(lǐng)域在關(guān)節(jié)技術(shù)、高性能交流伺服電機(jī)、高精密減速器、控制器、驅(qū)動(dòng)器等機(jī)器人的核心技術(shù)方面居世界領(lǐng)先地位，其高精密減速器、力傳感器等的世界市場(chǎng)份額高90% 。與之相比，中國(guó)的機(jī)器人核心零部件大部分依賴從日本、德國(guó)等技術(shù)先進(jìn)國(guó)家進(jìn)口，其中精密減速器的75% 從日本進(jìn)口，而這些零部件占到機(jī)器人整體生產(chǎn)成本的70% 以上。（該數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)機(jī)器人網(wǎng)）

2、日本的機(jī)器人到底有哪些功能？

談到日本的仿真機(jī)器人，很多人可能第一印象就是人形機(jī)器人。前幾年，價(jià)值十幾萬(wàn)的日本“妻子”機(jī)器人一度引發(fā)全網(wǎng)熱議。但實(shí)際上仿真機(jī)器人卻不僅僅是模仿人類，地球上的、每一種生物經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的進(jìn)化，某些部位早已巧奪天工，擁有了最合理的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。而仿照這些特點(diǎn)，創(chuàng)造出可以為人類服務(wù)的仿真機(jī)器人，正是很多科學(xué)家一生的追求。

具體來(lái)說(shuō)，仿真機(jī)器人可以分為陸面仿真機(jī)器人、空中仿真機(jī)器人、水下仿真機(jī)器人。

（1）路面仿真機(jī)器人。人形機(jī)器人只是陸面仿真機(jī)器人的一個(gè)重要分支。嚴(yán)格地說(shuō)起來(lái)，類似這樣的分支還有三到四種。這其中，比較出名的是仿真多足機(jī)器人、仿真蛇形機(jī)器人、仿真跳躍機(jī)器人等。這些不同種類的機(jī)器人，雖然都可以靈活地活動(dòng)，卻是模仿自不同的自然界動(dòng)物。受限于篇幅原因，小編就不一一舉例，大家感興趣可以自己查看下對(duì)應(yīng)的機(jī)器人。

（2）空中仿真機(jī)器人。如今的無(wú)人機(jī)已經(jīng)不是新鮮物品，但無(wú)人機(jī)的飛行原理，你找得到是源自哪種生物嗎？人類雖然可以駕馭飛機(jī)，甚至沖出太空，但這種飛行方式完美嗎？地球上有著眾多鳥(niǎo)類和昆蟲(chóng)，其在飛行形態(tài)、運(yùn)動(dòng)方式、能量利用等方面，達(dá)到了幾乎完美的程度。飛行器的制造思路，也許就在它們身上。

沒(méi)錯(cuò)，目前人類對(duì)于空中仿真機(jī)器人的研究還處于初始階段。真正身處大自然的那些飛行精靈，并沒(méi)有很好地被科學(xué)家破譯。但這也意味著，在空中仿真機(jī)器人上，還有巨大的探索和發(fā)展空間。

（3）水下仿真機(jī)器人。水下仿真機(jī)器人主要是模仿魚(yú)類游動(dòng)，絕大部分機(jī)器人都是利用電機(jī)控制擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)推進(jìn)，但近些年，這種方式正在不斷被革新，新型仿生材料和仿生驅(qū)動(dòng)被應(yīng)用于水下機(jī)器人，全球地位系統(tǒng)成為了機(jī)器人的眼睛。地球中大部分區(qū)域都是水環(huán)境，在水下機(jī)器人的利用上，科學(xué)家正在不斷突破，相信在不久的未來(lái)，會(huì)有更多神奇的水下機(jī)器人誕生。

3、仿真機(jī)器人未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

仿真機(jī)器人千奇百怪，各有特點(diǎn)，但幾乎無(wú)一例外地都會(huì)遇到自己的瓶頸，這是因?yàn)樵诨A(chǔ)層面上，很多通行的問(wèn)題并沒(méi)有獲得突破?？偟膩?lái)說(shuō)，問(wèn)題主要集中在材料、控制、能量轉(zhuǎn)化上。

（1）物理材料不等于生物材料。物理材料完全不同于生物材料，尤其是在生物減阻、自潔、抗疲勞等方面。生物力學(xué)和工程力學(xué)是兩種不同的學(xué)科，如何能找到一個(gè)完美的結(jié)合點(diǎn)，將結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)、材料一體化方，或許是打開(kāi)機(jī)器人大門的必備鑰匙之一。

（2）更精純地使用能量。當(dāng)前階段，科學(xué)家對(duì)生物能量轉(zhuǎn)換機(jī)理研究不深，各類機(jī)器人的能量轉(zhuǎn)換效率很低。人造的仿真機(jī)器人往往需要大量的耗能，這與生物身上超高的能量轉(zhuǎn)化率相比，完全不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上。

（3）微觀控制。機(jī)器人絕不是笨重的代名詞，未來(lái)的機(jī)器人反而會(huì)越來(lái)越靈活。像變形金剛那樣的大家伙看起來(lái)威猛，但絕不會(huì)是主流。相反，微觀控制是機(jī)器人發(fā)展的下一個(gè)重要突破點(diǎn)。目前，眾多仿真機(jī)器人的控制方式依然很傳統(tǒng)，更談不上更精細(xì)的神經(jīng)控制、機(jī)電控制，但在未來(lái)這是必須要攻克的難題之一。

科學(xué)狂人馬斯克就致力于腦機(jī)的研究，希望利用腦機(jī)技術(shù)，讓大腦和芯片“人機(jī)合一”，實(shí)現(xiàn)思維不滅。而這種研究發(fā)展也遵循著由宏觀向微觀發(fā)展的原則，仿生學(xué)的終極研究，或許還在仿人上。

4、結(jié)語(yǔ)

仿生學(xué)的研究，必然會(huì)不斷深入下去，其產(chǎn)生的研究成果，也將會(huì)在生活的各方面造福人類。以萊特維健為首的Wlnad就是很好的例證，或許在未來(lái)，我們能看到長(zhǎng)壽城市的誕生。隨著科技的不斷發(fā)展，未來(lái)的精工機(jī)械可能都會(huì)慢慢向人工智能甚至是仿生學(xué)發(fā)展。而進(jìn)化了幾千萬(wàn)年的各種動(dòng)植物昆蟲(chóng)，真的會(huì)是人類最好的老師。

道法自然，在仿真機(jī)器人的道路上，人類還有很長(zhǎng)的路要走。也許在不遠(yuǎn)的未來(lái)，每個(gè)人都會(huì)有一款體貼的女或男機(jī)器人陪伴成長(zhǎng)。

以上就是關(guān)于日本水下仿生機(jī)器人相關(guān)問(wèn)題的回答。希望能幫到你，如有更多相關(guān)問(wèn)題，您也可以聯(lián)系我們的客服進(jìn)行咨詢，客服也會(huì)為您講解更多精彩的知識(shí)和內(nèi)容。