瀚海蓝帆：模块化设计推动水下机器人规模化发展

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水下机器人作为深海探索领域的核心工具，在海洋勘探与研究方面发挥重要作用。当前，水下机器人在生产和应用环节面临多重挑战，特别是规模化与个性化之间的矛盾，成为制约水下机器人发展的瓶颈。

如今，人类已在海洋上空部署了卫星、飞机，海面上航行着各种类型的船只，然而科学家们对深海的研究仍然受限。海洋对人类具有极其重要的意义，自主水下机器人（AUV）的问世，为深海探索带来了新的可能性。

天津瀚海蓝帆海洋科技有限公司（以下简称“瀚海蓝帆”）成立于2017年，主要面向国家海洋开发需求，开展模块化自主水下机器人以及水下推进器、执行器等智能海洋装备核心部件的研发，致力于推广水下机器人产业化发展。

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自主创新实现突破

早在20世纪70年代末，我国便提出了发展水下机器人的构想。经过数十年的艰苦探索和无数研究人员的不懈努力，我国水下机器人的发展水平大幅提升，但仍处于相对初级的发展阶段。

瀚海蓝帆创始人武建国表示，国内水下机器人领域的领先梯队主要由研究所和高等院校组成，致力于产品研发和项目实施。然而，这一梯队面临产品数量有限和市场应用不足的问题，导致水下机器人实际应用价值不高，同时在核心技术方面也存在明显短板。第二梯队由一些民营企业构成。尽管这些企业在过去几年中发展迅速，但即便是最早成立的企业，发展历程也不过五六年，基础实力仍然薄弱。国内企业在水下机器人领域起步较晚，发展时间短，缺乏技术积累，工业体系尚不成熟，整体技术水平有待提升。

图1 瀚海蓝帆水下机器人进行应用测试

2010年，工作于中国科学院沈阳自动化研究所的武建国，担任6000m自主水下机器人“潜龙一号”项目的载体系统负责人。2015年，他组建“蓝帆智能海洋装备研发团队”，带领团队开发20kg级和40kg级型模块化自主水下机器人的原理样机。2017年，武建国在天津经济技术开发区成立了瀚海蓝帆。

武建国指出，科研与企业经营存在本质区别。科研追求的是创新性和差异性，而企业经营则侧重于产品的持续改进与升级，以满足市场需求和具体应用场景。在瀚海蓝帆的发展过程中，除了技术创新，还需注重市场导向，以实际应用推动产品迭代。他强调，搭建产学研合作平台，将科研成果转化为市场竞争力，可以有效缩小国内与国外先进水平的差距。此外，瀚海蓝帆正积极拓展水下机器人应用领域，如海洋监测、救助打捞等，助力我国海洋事业的发展。

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模块化、系列化推动场景应用

“模块化”策略是瀚海蓝帆在研发海洋智能装备过程中始终坚持的核心理念，也是其竞争优势的关键所在。为了满足不同用户对水下机器人的个性化需求，国内通常采用定制化集成式的设计方法。这种做法导致水下机器人功能单一，一旦客户需求发生变化，就只能选择全部或部分重新设计。面对新的客户，又必须从头开始。

图2 “探海”ROV于南海进行水下2000m探测任务

在“模块化”的实践上，瀚海蓝帆采取的做法是将基础模块与传感模块分离。基础模块对所有用户都是必需的，但可以根据用户需求搭建不同的传感、作业模块，这种方法大幅降低了技术难度，缩短了设计周期。瀚海蓝帆研发的水下机器人不仅在物理上进行“分舱”，并且在结构、硬件和软件三个层面都实现了模块化，其核心思想是实现功能的可重组，用户可以根据场景中的实际需求进行功能模块的选择和配置，这种方法解决了批量化和定制化之间的矛盾。批量生产可重组的模块，并根据具体需求进行组合，高效、便捷地解决需求难题，这就是瀚海蓝帆得以稳步发展的重要基石。

瀚海蓝帆自主研发的“帆”系列AUV自主水下机器人，采用模块化设计，通过配备不同的任务载荷模块，能够执行海底电缆巡检、辅助救援、航道勘测、资源探查、地形地貌测量、生态系统评估和科研教学等多种任务。目前，瀚海蓝帆已推出包括150型AUV-智帆、200型AUV-云帆、324型AUV-乘帆、534型AUV-锦帆等在内的单系列多领域应用的水下机器人产品。

图3 “净海”ROV于新加坡完成海上船舶清洗任务

在ROV水下机器人的研发探索上，瀚海蓝帆设计研发的“海”系列ROV，同样采用模块化设计，包括：用于船舶、大坝清洗和检测应用的“净海”；用于深海探测、远海养殖等场景的“探海”；用于水下探测、救援、打捞等场景的深海4500m作业级“卫海”；用于水下观察、环保检测等场景的“观海”；用于水产品养殖观测、搜捕、轻型打捞等任务的微型观测水下机器人“海蝶”。

“系列化”和“模块化”的设计理念，使得瀚海蓝帆水下机器人能够广泛应用于从浅海到深海，从中小型到大型的各个领域。瀚海蓝帆在科技创新的道路上持续迈进，基于需求场景开发应用于船舶和大坝清洗的船体清洗ROV，不仅改善了潜水员的工作环境，降低了清洗成本，提高了清洗效率，还增强了施工的安全性。

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奋起直追，实现赶超

瀚海蓝帆自主研发包括“帆”系列AUV水下机器人、遥操作水下机器人ROV，以及“Whale鲸动力”系列水下推进器等多种产品，全面满足了市场上的多样化需求。在技术创新与市场应用的深度融合中，瀚海蓝帆不断优化产品性能，强化实用性，尤其在深海探测及海洋工程领域展现出突出竞争力。

在水下推进器方面，瀚海蓝帆自主设计并研发的“Whale鲸动力”系列推进器，致力于打造国际领先的全海深、全系列、高效、低噪音、可靠的水下动力系统，依托先进的自动化控制系统，形成了具有自适应、自平衡功能的智能动力管理系统，为国内外海洋设备领域的同行提供了优秀的水动力学优化建议和动力匹配方案。

图4 瀚海蓝帆参与国内展会

目前，国内涉足水下机器人领域的公司成立时间均相对较短，在以水下推进器为代表的零部件研发领域中，我国有望超越国际先进水平。未来，以瀚海蓝帆为代表的国产水下机器人企业，将研发出更多面向全球市场的高端智能海洋装备，把水下机器人打造成为我国海洋装备产业的新亮点。

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