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自主水下载具(Autonomous Underwater Vehicle,缩写AUV)是无人水下载具的一种,外型可像一小型潜艇或鱼雷,它没有以电缆连接到母船或外部的操作者,而依据控制器編程以自动执行其任务。因为所有的工作都是自动的,自主水下载具适合长期性、例行性、或具危险性的工作,例如探索油田、海图、海洋学研究、排除水雷等。其属于无人水下载具系统的一个分支,此系统另外还包含遥控潜水器。
发展历史
第一台自主水下载具是由华盛顿大学应用物理研究所于1957年所开发[1],其开发目的是为了下水下扩散效应、声学传递等军事研究。随着技术发展,先进的制造能力与高效率的续航力使得现今的自主水下载具不只应用在军事任务上,另外也在海洋研究、油气探勘、海图绘制等不同的领域发挥功用。
用途
科学研究
水下自主载具在科学研究上有很多广泛的应用,可帮助科学家调查湖、海、海床等大型水域及水下地形。根据不同调查环境与目的,机体可搭载多种传感器以便量测水中元素、化合物之浓度、光的反射、吸收与微生物生态。另外也可作为运送定置型仪器之底拖载具。
深海探索
水下自主载具作为深海科学研究的开端可追溯至美国木洞海洋研究所(WHOI)所研发的自动海底探险家号开始。自动海底探险家号于1995年由美国木洞海洋研究所开发,为了解决载人潜水艇往复于同一位置观测海底变化之不便,自动海底探险家号一开始的开发目的是为了可以长期停留在海底,定时启动并拍照,方便地质学家或生物学家观测海底状况随时间的变化而存在。然而经过了工程师设计修改,自动海底探险家号拥有了在海底移动的推进能力,并靠着声纳定位以便在深海里航行。机身靠着支架将三个鱼雷型外壳组合起来构成其三角形主体,其设计可使自动海底探险家号在水里稳定,不易侧翻或前后晃动。其中位于上方的两个浮筒含有玻璃球改变浮力控制升降,使得自动海底探险家号不同于以往的水下自主载具只能前后移动,更可如直升机般上下升降,而主要观测仪器则置于下方白色机身内。1977年,人类首次发现了热液喷泉,但是靠着传统的研究方法难以辨认,且所费不赀。1999年,在与拉蒙特-多尔蒂地球观测中心的合作航次中,自动海底探险家号加入了在东太平洋隆起的调查。靠着声纳测绘海底地形、相机与闪光灯在深海拍摄相片加上其他各式感应器量测温度与化学成分等资讯,自动海底探险家号在浓浓的黑烟中分析数据帮科学家找出了几个原先较难以发现的热液喷泉并且自动拍照记录,并描绘了该区的海底地形。自动海底探险家号的发现与效率被船上的科学家称作海洋地质与地球物理领域的一个里程碑。也因此,自主水下载具这项机器人科技在海洋科学界被广泛的使用。
空难调查
自主水下载具也可作为空难调查时之协助工具,如AUV ABYSS即曾被用来找寻法国航空447号班机之遗失残骸[2]。
其它
自主水下载具另于军事战略与油气探勘上有广泛应用,但也有作为非法运毒之工具。
视频
自主水下载具 相关视频
参考文献
- ↑ 中国“水下机器人”首次在南极进行超长海下科研 ,搜狐,22020-05-10
- ↑ 法国航空 447号班机空难,知乎