机器捕手游来了《新闻》

“章鱼手”机器人大赛组委会供图

决赛场地定于獐子岛离岸不远的一块15 米见方的海域内。基金委科学传播中心张志旻摄

■本报见习记者 程唯珈

“抓到海参啦，还有海胆！”9月4日，位于大连市长海县獐子岛的海面上，传来阵阵惊呼。在日前由国家自然科学基金委员会与大连市人民政府主办的水下机器人目标抓取大赛上，一台由北京航空航天大学、中科院自动化所和哈尔滨工程大学共同研发的“章鱼手”机器人，在海底深处敏捷地抓捕猎物，效率出乎所有人的预料。

与这只“章鱼手”同台竞技的，还有来自中国海洋大学等17所高校、研究所的30支代表队的机器人设备。看着琳琅满目、各展所能的水下机器人，带队参赛的大连理工大学校长助理罗钟铉不禁感慨：“人工智能与机器人技术替代人工潜水等传统生产模式的时代到来了。”

位于大连市长山群岛最南端的獐子岛，是我国著名的海洋牧场之一。近年来，随着水产养殖业的不断发展，依靠潜水员人工采集的传统作业方式越来越受到限制。每逢收获季节，不仅工作量大、人工不足，而且长期水下作业也给潜水员带来一定的职业伤害。

“很多潜水员到了40岁就无法继续实施作业，而獐子岛现有的潜水员已不到60人。”獐子岛集团股份有限公司董事长吴厚刚介绍说。

要解决海洋牧场劳动强度大、生产效率低的问题，就必须找到一种代替人工进行水下采捕作业的机器。这也成为举办此次大赛的直接原因之一。

决赛场地定于獐子岛离岸不远的一块15米见方的海域内，周围设有金属围栏，里面提前放置了不同数量的海参、扇贝与海胆。参赛机器人需在规定的时间内在水中抓取物品，以数量多少和现场表现决定名次。比赛要求自主抓取，机器人需要排除人为控制，自主识别海参、海胆等生物并移动抓取。

决赛首日，第二组出场的北航自动化所联队研发的“章鱼手”在水下定点抓取项目中表现不俗，30分钟内抓捕了8只海胆与1只海参。

该队领队、北京航空航天大学副教授文力告诉记者，机器人的抓持手模仿章鱼软体的臂以及它的柔性触手，可以像水下“夹娃娃”般轻松取物。这种仿生软体抓手采用硅橡胶材质，可以保证抓手不至于太软抓不住物体，也不会因为太硬而变得笨拙。研究人员通过气流气压的进出，调整抓手的开合和抓臂的自由活动。

“在洋流干扰下，软体机械臂的连续控制难度很大，后续还需要做进一步的优化。”文力说。

比赛中，大连海事大学章鱼队研发的机器人“胖头鱼”吸睛无数。据该队指导老师、大连海事大学教授付先平介绍，“胖头鱼”通过短基线水声定位系统，抓取时可实时获取物体所在位置，从而实现稳定、高效地抓取目标。

此次参赛队伍中，张万辉是唯一以个人名义参赛的“队伍”。在定点抓取比赛中，他带来的机器人如同鱼类般在海中灵活“游走”，不到几分钟就抓捕了满满一筐海产品，赢得赛事组委会和各参赛队的赞誉。

张万辉是钢铁厂的一名机械钳工，自幼对大海有着浓厚的兴趣。为了探索水下的世界，他利用业余时间自己组装制造了这台机器人。“探索海洋不光是科学家的事，我们普通人也想作一点贡献。”张万辉笑着说。

“水下机器人的研究前些年有所涉及，但是大多数可能都是设计的原型，放在水池子里跑一跑，或者写一些论文而已。”中国计算机学会理事长、中国工程院院士高文介绍，大赛选取了真实的海洋场景，包含天气、洋流等复杂因素，可以更有效地检测机器的实用性。“我们希望通过这样一个实际场景的比赛来拉动相关基础科学和技术研究。”他说。

《中国科学报》 (2018-09-10 第4版 综合)

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