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​厉害了!机器人各显神通下海“捞海鲜”

原标题:惊艳!机器人在海里展示它们的神奇力量“钓海鲜” 来源:大连海事大学 我校水下机器人获奖团队 9月20日,由国家自然科学基金委主办的2020年全国水下机器…

原标题:惊艳!机器人在海里展示它们的神奇力量“钓海鲜”

来源:大连海事大学

我校水下机器人获奖团队

9月20日,由国家自然科学基金委主办的2020年全国水下机器人大赛圆满落幕,来自全国各地的20支队伍参加了比赛。经过两天的激烈竞争,我校“海星队”在40分钟内捕捉到79种海鲜产品,打破了以往比赛捕捉最高项目的记录,成功获得人机协作比赛冠军。我校“海狮队”、“章鱼队”在人机协作竞赛中获得二等奖、三等奖;此外,“海狮队”在自主捕捉比赛中获得第二名。在这次比赛中,我们学校获得了7个奖项,奖项数量排名第一。

机器人海星

夺冠的“海星队”是傅宪平教授自主研发的新一代双手水下捕鱼机器人。“海星”首次在硬件设计中采用双机械手弯曲手臂的设计方案,大大提高了机械手的抓取效率。此外,机械手控制程序配有机械反馈模块,在抓取失败、目标掉落时自动停止抓取动作,抓取动作灵活。在软件设计方面,海星团队使用内置的低功耗GPU进行实时目标检测,能够快速识别和捕捉水下小目标,并具有自主导航和智能避障功能。作为“海星团队”的队长,大连海事大学博士生袁多年来一直指导和组织我们的学生进行水下机器人和自主爬行算法的设计,带领团队在国内外六次比赛中取得优异成绩。“海星团队”的胜利,意味着我校袁博士代表的研究生团队达到了国内水下爬行机器人领域的最高水平。

机器人海星

傅宪平教授说,水下机器人捕捉目标比较困难,涉及机器视觉、控制科学、流体力学、机械设计与制造等多个领域。,很多单位需要参与解决核心关键科学问题。全国水下机器人大赛已经进行到第四年,聚集了更多的科学力量投入到水下钓鱼机器人的设计与开发中,对推动该领域核心问题的解决起到了重要作用。比如有沙底,水生植物,暗礁等不同情况。,而捕获的目标包括海参、扇贝、海胆、鲍鱼等。,这给水下机器人的实际操作带来了极大的挑战。需要针对不同的海洋环境设计不同类型的水下捕鱼机器人,并进行大规模的实验验证,这都需要更多的科研人员参与这个复杂的项目。

“海狮”机器人

“海狮”机器人是大连海事大学开发的第七代水下机器人的改进版本,设计并改进了机械手抓取的力反馈算法,提高了抓取效率。2019年,水下捕鱼机器人被工业和信息化部列为新一代人工智能产业创新的重点任务。R&D团队是辽宁省“兴辽蔡颖计划”的高水平创新创业团队,隶属于大连水下机器人工程中心。该机器人长640毫米,宽600毫米,高400毫米,重60公斤,最大深度300米,最大速度4节。它使用4K分辨率的摄像头,并加载了图像增强模块。采用最新的八轴推进器,可以实现各种姿态的点、直线、圆弧的运动控制,具有更强的稳定性和平衡能力。采用全新的双机械手并联抓取方式,巧妙采用曲臂设计方案,大大提高了机械手的抓取效率。该机器人内置两个可快速拆卸的网箱,具有一定的承载能力。内置低功耗GPU用于实时目标识别,无需使用地面计算资源进行图像处理。集成水声和光学定位技术,完成水下目标的测量,实现水下小目标的快速穿越和抓取。适用于水下环境探测、水下目标探测和海产品的自主捕获。

机器人章鱼

“章鱼”是大连海事大学研制的第四代水下机器人的改进型。与去年的参赛作品相比,新机器人更加灵活和准确。尤其是嵌入式抓取结构,可以最大限度地减小悬浮抓取动作对机器人平衡的影响,对海鲜的识别程度更加准确。根据真实海域采集的数据,“章鱼”的准确率可以达到80%左右。

“海达”机器人

海达机器人是大连海事大学研制的第四代水下机器人。它重约30公斤,最大深度为200米,最大速度为4节。它可以在无线模式下连续工作3小时。参赛选手表示,八轴推进器在海上应用广泛,动力充足,动作迅速,控制稳定。既能快速上升、下潜、灵活调整姿势,又能完成侧翻、倒立等高难度动作。“根据去年比赛的经验,我们设计了一种全新的机械手,可以灵活快速地抓取水下目标。它具有固定深度巡航、声纳探测和水下目标自动识别功能,可用于水下场景观察,以及水下目标的智能探测和自主捕获。”

本次比赛的领军人物、大连海事大学海洋工程学院教授徐敏仪表示,目前水下捕鱼机器人能够完成人机合作的任务,抓取效率高,操作稳定性强。但对于无监督自主抓取作业,虽然目前可以初步实现自主作业,但作业效率仍难以满足捕捞需求,仍需进一步提高自主作业效率。难点在于:动态、浑浊的真实海洋环境给水下捕鱼机器人的自主操作带来巨大挑战,机器人在浑浊水体中的目标识别效率较低,准确性有待提高;此外,水下目标形状和大小不同,自主抓取动作复杂,给水下捕鱼机器人操作带来困难。“虽然水下捕鱼机器人面临许多困难,但通过全国各单位的努力,它已经初步具备了自主操作的能力。大连海事大学与多家单位达成技术开发委托协议,销售了一批水下捕捞机器人,合同价值415万元,具有丰富的产业化经验。”

袁接受大连电视台采访

“海星队”成员接受了这个奖项

混合式水下机器人/水下机器人

参与者正在调试现场设备

水下机器部署回收智能船

我们学校的水下机器人团队在疫情期间克服了很多困难,继续设计开发水下机器人。经过多年的技术积累,自主研发并完成了一批能够自主识别和抓取的水下机器人、混合式水下机器人(AUV/ROV)、水下机器人回收和智能舰船部署,并申请了多项水下目标检测和识别算法发明专利。

据悉,“全国水下机器人大赛”是国家自然科学基金资助的第一次真实近海环境下的国际智能机器人大赛。旨在为水下机器人的研究和交流提供一个平台,提高我国水下机器人的研究水平。是国内规模最大、时间最早、水平最高的水下机器人抓取比赛。比赛吸引了国内水下机器人的顶尖研究机构,代表了国内水下爬行机器人的最高水平。

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