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介绍水下系统前沿科技，发布水下初创企业产品技术，推送水下最新场景应用。围绕水下系统技术，打通产学研链条，搭建水下创客群体的技术产品发展矩阵。POSTEDon以下为译文：==========underwater_matrix=========?Alfred-Wegener-InstituteHelmholtz-CenterforPolar-andMarineResearch主题–机器人开发
对深海和月球环境的探索需要无人驾驶的移动和操纵系统，这些系统能够进行远程操作，甚至可以在半自主或完全自主模式下运行。从本质上讲，与空间应用相比，深海应用要先进得多。然而，有限数量的此类系统已经在火星上相当成功地运行。为了增加这些系统的科学回报，需要更复杂的设计，超越目前最先进的技术。因此，机器人系统在非常偏远的地点的高机动性，精确和熟练的可操作性以及自主操作对于成功探索非常重要。在当今世界，机器人系统已经作为遥控车辆（ROV），自主水下航行器（AUV），滑翔机和船舶漫游车/履带式飞行器，甚至作为有线天文台的组件探索深海。对于太空应用，有两个主要应用：首先，建立一个机器人月球基地，机器人将用于建造和操作空间站。因此，空间站本身可以被视为一个机器人系统。其次，自主机器人，如漫游车和操纵器，将用于通过将科学仪器运输和部署到不同位置来有效地探索月球表面，并采集表面样本并将其带回月球基地等处理站。一个具体的例子是在月球表面建立一个活跃的地震网络，这需要运输和操纵技能以及增强的自主功能。主题中提出的科学问题决定了空间站的整体设计概念和对某些科学仪器的需求。关于空间站的适当位置、组成和任务的问题正在得到解决，其功能将在年主题中得到发展。主题中定义的仪器以及主题中定义的操作单元将由机器人处理。深海机器人开发的目标与月球探测的目标相似：部署科学传感器，安装和维护深海观测平台以及空间探索。
主题包括工作包自主操作（WP）、移动性（WP）和操作（WP）。工作包–自主操作通常，如果由于物理或技术原因（例如海上工业）人类无法访问不同的感兴趣区域，则使用远程操作系统。通常，人工操作员主要基于视频数据控制系统。这种工作流程或控制方法可与自然的人类操作相媲美-我们根据对情况的评估和决策，直观地识别物体并做出适当的反应。操作员和机器人之间的功能数据链路是强制性的;是那种数据链路不可能/不适用（例如，长电缆阻碍，距离太大），将使用自治系统代替。自主系统完全独立工作，但在操作类型方面确实具有很好的限制度。这种限制的原因是他们缺乏情报。每天，人类都会根据我们的感官（视觉，听觉，感觉......）以及我们的经验做出成千上万的决定-从简单的决定到高度复杂的决定。然而，到目前为止，这种复杂的人类决策策略无法在实际的自主系统上实现。然而，日益增长的科学挑战需要更强大的自主系统。它们应该在恶劣的地形或高风险环境中（例如在冰下，月球的黑暗面）中运行，并且应该能够应对危急情况。这一挑战适用于月球和深海这两个世界。总体而言，工作包旨在提高自主系统的技术能力;例如，在车辆控制上实现SLAM算法（同步定位和映射）的预期实现。与典型的航点导航（从航点A到B到C;基于直接路径到B并进一步到C）相比，配备SLAM的自主系统必须在未知地形中运行。当它向前移动时，它会不断检测其位置，构建地图，通知障碍物并绕过它们;这样的系统包含更多的自主性，因为它没有沿着直接的预定义路径向航点B和C移动。车辆移动的时间越长，地图就越精确，地图本身将用于决策（例如，返回的最佳路线，障碍物或悬崖的处理）。然而，这项技术引人注目，但很难实现，因为环境设置和车辆类型强烈地印在技术形象和性能上。例如，由于能见度极佳，基于视频的地形探测在月球上很适用，但由于水柱中漂浮的颗粒导致能见度差，在深海环境中可能会完全失效。此外，自动轮式漫游车可以在前方遇到障碍物时轻松停止运动，休息一下，分析情况并找到前方的最佳路径;相比之下，在水柱中行进的浮动鱼雷形AUV（自主水下航行器）无法停止，它会立即漂浮起来，因为它的浮力。因此，在WP中，它打算在不同的自主水下系统（例如爬行器，漫游者，AUV）上使用几种技术。工作包–移动性对于深海和月球环境的某些科学探索，研究平台的流动性至关重要。从历史上看，部署到行星体和世界海洋底部的远程着陆器被固定在特定位置，并且无法移动。渐渐地，深海和行星研究的趋势是开发能够在一系列空间尺度上调查环境变化的移动系统。最新一代的火星探测器，雅各布大学不来梅深海爬行器以及由许多海洋研究机构运营的各种自主水下航行器（AUV）就是这方面的例子。在ROBEX社区内，正在开发新的技术来帮助在深海和月球环境中移动。仅从图像数据自动绘制车辆周围的新技术正在开发中，并且正在研究几种新的车辆设计，以最好地访问极端环境。深海混合动力漫游者（H-ROV，图1）正在由Marum和其他ROBEX合作伙伴开发，将能够使用推进器半自主地探索冰下环境，而雅各布大学不来梅深海爬行器能够使用履带探索海底（图2）。正在研究这两个系统在海上自主行动中的适用性。对于月球，ROBEX飞行员主动地震网络（ASN，图3）月球场景要求在或多或少中等表面积上行驶10公里的距离，这使得轮式漫游车成为最受欢迎的车辆选择。电力存储，数据传输和与基础着陆器的通信以及自主导航已被视为关键的设计选项。几何和结构尺寸，悬架和运动概念的正确选择（悬架运动学，电动化，车轮）是主要兴趣，正在进一步研究。这项调查与附着在漫游车上的机械臂设计（WP）以及由漫游车携带并由火星车操纵的地震仪器的开发密切相关。除了更传统的轮式移动系统（在中等形状的地形中肯定具有优势，同时将多种仪器部署和回收到地面上和从地面上取出）之外，用于非常不平坦和岩石地形的非轮式系统（如腿部爬行器）也在ROBEX的范围内。现有的DLR腿式爬行器将进一步研究，以便在月球探测场景中的潜在用途。为了将未来六条腿探索机器人的功能扩展到强大的快速运动，DLR模拟并分析了几个简化的模型（平面和3D），这些模型在腿部内采用了被动兼容的元素。ROBEX的目标之一是找到具有内在自稳定特性的机械结构，从而有助于降低控制的复杂性。工作包–操作这项工作包的中心目标是为极端环境，外星和深海环境开发依赖于任务的移动操纵技能和必要的操纵系统。空间应用的重点是多功能的：月球中心站的操纵操作，将安装在漫游车上的仪器转移到不同的表面位置，以及样品采集和运输回处理站。机器人将用于建造和运营车站。由于对深海资源开采的兴趣日益浓厚，因此需要增强传统的水下操纵技术，以简化标准操纵任务，并允许未来复杂的操纵方案。然而，与传统操纵器控制装置的若干差异使已建立的技术和算法从陆地和空间应用向深海领域的转移复杂化。这主要适用于不稳定的基本操作，特别是在使用AUV，低控制频率，有限的感官反馈和高度动态的环境时。为了在这些苛刻的情况下协助ROV操作员并允许自主操作，必须以不同程度的难度和复杂性实施不同的改进。此外，还迫切需要额外的硬件和软件开发。在月球环境中，机器人必须执行类似于地球上地质学家的任务。将制定安装和运行地震传感器网络和通信基础设施的概念。自主导航技能将允许机器人进入工作场所并安装科学传感器。或者，可以采集材料样本并将其送回月球基地。此外，机器人在组装月球基地方面起着重要作用。=========underwater_matrix==========
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