智能机器人“下海”，水下检修不再难

在智能化水底停机机器的研制操作过程中，项目组利用结构光来增强沟槽特征，以便探头快速找到瑕疵处，app沟槽跟踪后展开冲压组织工作台。

因为操作相对繁杂，项目组在氧化铝冲压方面耗费了将近一年的时间。通过不断纠错解题，项目组终于克服了水底冲压复原的症结，同时实现了水深小于5米的稳定冲压组织工作台。

7月的贾万志，河面波涛塞上，一块块百米高的白色压缩机迎风飞舞。水底暗潮涌动，黑白相间的压缩机桩直插海底，一个黄色的方形机器正吸附在压缩机桩上，完成它的又一次水底县丞组织工作台。

记者7月初从常熟理工学院获悉，这款集目标识别、表面清理、桑利县熔接和氧化铝冲压多功能于多功能的智能化水底停机机器，在该校电气工程系研制成功，为军工民营企业未来的停机组织工作提供了捷伊路径。

月工资20万的组织工作乏人问津

茫茫无际的大海上，每天都有许多的商船穿行远航。河面以上，那些商船巨轮，威猛；而河面以下，各种隐患外头潜伏：船体冲压裂缝、湖水侵蚀受损……那些细小难题常常意味着言而无信。

出现了那些难题怎么办？最直接的形式，就是把船拉进船厂展开维修。但对于商船在远航操作过程中遇到的急需复原的难题，这种方法显然是不适合的。因此，人们想到在水底复原商船。1802年，一位名叫杰弗逊的学者发现静电能在水底连续燃烧，这为水底冲压创造了可能。

历经多年发展，水底冲压形成湿法、氧化铝和局部湿法三种主要形式。其中，氧化铝冲压是三者中应用最多的控制技术，但其瑕疵在于水具有延展性，安全性较差。

目前，水底冲压的同时实现在现阶段还是依靠人力。冲压组织工作本身就是一个辛苦的职业，更何况是在水底展开冲压，其难度不言而喻。工人们常常需要历经专精的浮潜培训，入水前，铜焊JGD5、浮潜头盔、浮潜服、炮身腰带、万萨县、水桶、扩音器等全部都要配备齐全。在水底，他们不仅要面临高浮力和温度的挑战，如果水质冰冷，还会成为奥皮尔河。

2019年12月，作为常熟理工学院的一名小学生，言淳恺跟随张老师在常熟开亭桥船只军工民营企业考察时，了解到水底人工冲压的种种不便。金融行业内能入水停机的专精人员极少。中国DNV今年公布的数据，亚洲地区持有桑利县熔接水底冲压证书的人不超过150个，这导致船只停机金融行业存在巨大的人力资源缺口。即使开出20万的月工资，能做、愿意做的人也很少。言淳恺感慨道。

面对金融行业严峻的现实以及民营企业的需求，言淳恺在老师的指导下组建小学生科研项目组，提出解决设想，设计研制出这款能代替人类入水停机的机器。

多项创新助力水底自主停机

带着这样的想法，项目组成员首先对市售的水底停机机器做了调查。他们发现，在亚洲地区能将检测和冲压控制技术融会多功能的水底停机设备是业内的一个重要研究路径，存在一定复杂程度的同时，发展前景广阔。

从2020年2月开始，项目组一头扎进了水底自主停机机器的研究开发中。

机器展开水底组织工作台的首要步骤是展开目标识别。系统会根据图片原理，基于先验机制，依次划分海底线和目标结构件，同时实现粗定位。

我们曾经去江苏海上龙源风力发电有限公司（以下简称龙源）展开实地考察，发现海底的水比较浑浊，直接影响到水底能见度。言淳恺说。为了解决这个难题，项目组在原有的视觉识别基础上，运用声呐增强声信号，并且在机器上添加辅助光源和偏振片，在后期图像上也做了增强处理。

由于长时间的浸泡，风电桩基础和商船底板的表面会有海洋生物附着，因此目标识别结束后需要用高压水射流清理表面后再展开桑利县熔接。一开始，项目组尝试用单一的超声波控制技术展开熔接，但效果不佳。后来，他们将超声波和视觉探视相结合，有效提高了熔接精度。

停机完毕后，就需要展开冲压。实际组织工作台时，水底能见度很低，因此水底冲压常常十分依赖经验。工人一手拿着铜焊一手拿着JGD5，自主把控冲压的角度和力度，如果稍不留神，手套就会被烫坏。

在智能化水底停机机器的研制操作过程中，项目组利用结构光来增强沟槽特征，以便探头快速找到瑕疵处，app沟槽跟踪后展开冲压组织工作台。

因为操作相对繁杂，我们在氧化铝冲压方面耗费了将近一年的时间。言淳恺说道。通过不断纠错解题，项目组终于克服了水底冲压复原的症结，同时实现了水深小于5米的稳定冲压组织工作台。

有望运用于更多场景中

在今年5月份的挑战杯全国大小学生系列科技学术竞赛江苏省赛中，智能化水底停机机器从706个项目中脱颖而出，荣获江苏省特等奖并且入围国赛。由于一代设备组织工作台时稳定性欠佳，项目组成员听从专家建议，对一代设备展开了改进升级，主要针对面向海上风电桩基础的停机设计吸附固定装置。

机器水底组织工作台时，水流影响较大，最初，我们设计了2个臂，通过磁吸附的形式将机器固定于风电桩。通过实验，发现稳定性还有待提高。于是在机器下方位置增加了1个臂，并将3个臂设计为可前后伸缩，三角形的构造让机器更稳定。张老师、常熟理工学院教师杨慧说。

改进后的第二代机器，相较于一代有了不少改进，那么走出实验室，在实际停机组织工作中，它能不能为军工民营企业带来惊喜？

杨慧告诉记者，智能化水底停机机器研制成功后，他们立即与民营企业展开了合作，检验机器的性能。

在龙源考察时，杨慧了解到，该公司的维修人员并不具备水底维修资质，因此无法对水底部分展开定期停机，只能被动地等风电桩出现难题后，把风电机组关停再展开维修。与龙源携手后，项目组的智能化水底停机机器帮助龙源展开海上风电桩基础的水底县丞，发现了多处轻度腐蚀。

今年上半年，项目组又与大连中远海运海事工程控制技术有限公司常熟分公司合作，对万吨级船只展开停机，大大提高了停机组织工作台效率，在船侧板的停机中发挥了重要作用。

海洋工程产业已涉及油气、风电等多个领域，对人类社会经济生活的影响日益广泛和深入，将人工智能化成功运用于船只金融行业能有力推动军工装备产业的高质量发展。目前设备服务对象主要针对船体和海上风电桩，未来有望延伸至核电站塔架等多种场景中。杨慧说。

本文来自：科技日报数字报