丹麥大學研發水下機器人 用於風力發電及水產養殖

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一提起丹麥，普通人會想到安徒生和美人魚雕像，吃貨可能會想到前陣子刷爆微博的丹麥生蚝。對於這樣一個陸地資源極其缺乏的國家，豐富的海洋資源成了它的立足之本。近日，丹麥技術大學（DTU）成立了一個實驗室，專門研發可用於海上風力發電、海上油氣鑽探和海水養殖的模塊化的水下機器人。

海洋特種機器人ROV並不是一個冷門的研究領域，無論是在技術上還是市場上，各海洋大國，甚至是大型油氣公司都已形成了相當成熟的技術體系和製造體系。不久前，知名探險機器人Global Explorer ROV在美國進行了一場水下探險直播，當然它的本意是調查海底甲烷泄露情況；日本近日研發了一款新型水下機器人「小太陽魚」，已被用於進行核輻射調查；殼牌和道達爾是全球著名的石油巨頭，它們每年都會舉辦Xprize大賽和ARGOS挑戰賽，用於收集民間的優秀創意，打造更完美的油氣泄露檢測機器人。

ARGOS挑戰賽的「參賽者」們

市面上優秀的水下機器人眾多，功能也十分完全，丹麥為何要花重金、投入大量人力物力去自主研發呢？據DTU電氣工程副教授Roberto Galeazzi介紹，實驗室研發的機器人將主要用於海上風力發電機運轉情況檢查、海洋油田氣田環境特徵和泄露情況調查以及海水養殖魚類的健康狀態監測。不同於已有的水下機器人，這款機器人將是模塊化的，這意味著機器人的各個部件可以單獨「行動」，且功能不一，如當風力渦輪發電機水下基座上的感測器出現故障時，機器人的某個部件可充當備用感測器。同時，機器人各部件的資源是支持共用的，如果機器人的螺旋槳出現故障，另一個裝有螺旋槳的部件就能及時補缺，為整體提供前進動力，無需打斷作業。

模塊化的設計決定了這款機器人是一款高度自主的設備，因此它不需要配備專業人員，任何人都能上手操作。據研究人員表示，這款機器人能適應長期水下生活，可被永久安裝在海上油氣平台的水下支架上進行實時監測。

此外，為了提高機器人對風力發電機的檢測精度，研究人員找到了一種簡便的排查方法：利用葉片旋轉時產生的對稱性判斷發電機運轉狀態。發電廠的工作人員在發電機的三個葉片上均裝上了扭矩感測器，能測量葉片負載信息，測得的信息傳回工作站被繪製成圖像，若渦輪機工作正常，三幅圖像應當是完全對稱的，如果某個葉片出現故障，圖像上則會出現波動。

近年來，用自主水下航行器（AUV）代替笨重的ROV是水下機器人的一大發展趨勢，這也是DTU機器人實驗室的努力方向。目前DTU已經製作出了一些原型，並已攻克了一些關鍵的技術難題，相信這款模塊化的水下機器人不久後即可面世。

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