水下机器人如何火眼金睛查走私？

这个机器人最初是设计用来在核反应堆的水箱中寻找裂缝的。

2014年9月，在智能机器人与系统国际会议上，来自美国麻省理工学院的研究人员推出了一款椭圆形潜水机器人，它比足球略小，一侧有一个平板，可以在水下表面滑动并进行超声波扫描。

这个机器人最初是设计用来寻找核反应堆水箱中的裂缝的。它还能探测船体和走私者隐藏的集装箱。由于其体积小和独特的推进装置，它在行进时不会留下尾波，所以理论上机器人可以隐藏在海藻和其他伪装中。一群这样的机器人在停泊在港口的船只旁游弋，不会打扰走私者，并给他们一个扔掉走私货物的机会。

这个机器人是由麻省理工学院机械工程系的研究生桑普里蒂·巴塔查里亚和他的导师哈里·阿萨达设计的。巴特查里亚说，“使用传统的机器人来检查每一艘进港船只的安全性是非常昂贵的。如果这个小机器人足够便宜——比如说不到600美元，它可以用20个这样的机器人来检验。即使出了问题，也不是什么大问题。这种机器人容易制造。”

事实上，Bhattacharyya使用Asada教授实验室的3D打印机来制作机器人的主要结构。机器人的一半——一半是平板——是防水的，包含各种电子设备。另一半是可渗透的，包含一个推进系统，包括六个通过喷水推动机器人前进的橡胶管。

在这些橡胶管中，有两个相对的面向机器人平板的侧面，这样它们就可以紧紧地贴在待检测物体的表面上。另外四根橡胶管分成两对，分别位于机器人长轴的两端，控制机器人的运动。

Bhattacharyya解释说，机器人是椭圆形的，所以非常不稳定。它是故意设计的。“这非常类似于战斗机，因为它们不稳定，所以我们可以很容易地控制它们，”她说。

当机器人必须靠着某个表面移动时，容易转弯是一个优势。然而，当机器人沿直线扫描船体时，这就变成了一个缺点。因此，所有橡胶管的出口角度不同。Bhattacharyya试图通过计算来控制机器人的不稳定性。

机器人的防水舱内有控制电路、电池、天线和惯性测量模块。该模块由三个加速度计和三个陀螺仪组成，可以测量机器人在任何方向的位移。控制算法将连续调整六个橡胶管的喷水速度，以控制机器人运动的速度和方向。

在最初的实验中，研究人员只测试了机器人是否能在水面上航行，以及在直线航行中是否能与它保持联系。因此，最初的型号没有配备超声波传感器。

最初的型号使用可充电锂电池，可以持续40分钟。由于这种机器人每秒可以行驶0.5米到1米，它有足够的时间在需要充电前检查许多船只。研究人员预计，一组机器人可以轮流使用，其中一些返回港口充电，另一个充电后返回工作。

下一代型号将配备无线充电电池。Bhattacharyya说，他们还将改进推进系统，这样机器人充电后可以工作100分钟。

Bhattacharyya指出，尽管她和Asada教授已经证明了机器人可以在光滑的表面上移动，但是许多船体都覆盖着水垢，这可能会妨碍机器人与船体的持续接触。然而，只有当超声波发射器与待扫描的物体直接接触时，或者当与物体的距离是声波波长的特定倍数时，超声波才能有效地工作。

保持如此精确的距离是非常困难的，但是Bhattacharyya教授和Asada现在正在研究一些机械系统，试图形成一个液压缓冲器，使机器人能够有效地进行超声波扫描，而不直接接触物体表面。

美国空军特种战术军官内森·贝彻一直在密切关注巴塔查里亚和阿萨达的研究。他说，“我非常想知道这项技术是否真的会影响我将来可能执行的任务。我特别感兴趣的是，这项技术能否应用于国内海上任务，包括搜索核武器、生物武器或化学武器，搜索毒品，发现水下设备和船体的压力裂缝，甚至快速规划海上运输路线。”

(原文来自newsoffice.mit.edu，原作者:拉里·哈德斯蒂，蝌蚪王。请注明转载来源。)