江蘇徐州：自主研發(fā)！國內首臺！這個(gè)機器人能在水下300米給船舶“搓澡”

本報記者 孫馮燕 王春瑩 梁夢(mèng)雨

7月16日下午，在位于青島的國家深?；?，一臺體形龐大，重達200多公斤的紅色“大塊頭”，被吊臂車(chē)送入海中，為蛟龍號母船“向陽(yáng)紅”號進(jìn)行清洗作業(yè)。

這是國內首臺自主研發(fā)的商用水下智能清洗機器人，“身材”魁梧卻內藏精細，集空化射流技術(shù)和智能控制技術(shù)于一體。

此刻，遠在500公里外的江蘇徐州，江蘇師范大學(xué)智慧教育學(xué)院胡元發(fā)副教授正在通過(guò)視頻對機器人操作進(jìn)行遠程技術(shù)指導。

接到指令后，機器人“聽(tīng)話(huà)”地靠近船只，翻轉、吸附、爬行、清洗，一番操作下來(lái)，船身上的藤壺、海草等附著(zhù)物被清理干凈。

這個(gè)“大塊頭”是如何誕生的？為我國船舶清附工作帶來(lái)哪些突破？徐州高校教師如何與這臺機器人結緣的？

這些問(wèn)題的背后源于一次偶然的靈感碰撞。

2016年，在一次行業(yè)交流會(huì )上，胡元發(fā)了解到民用與商用船舶清潔市場(chǎng)的廣闊前景。

“我們做了大量調研發(fā)現，船體表面粗糙度每增加10um（10um=0.01mm），油耗就增加10%，船速也會(huì )下降。一艘輕度生長(cháng)海生物的船舶在正常巡航速度下能增加油耗15%；重度則使油耗增加逾兩倍，全球船舶業(yè)每年為此需耗資數百億美元?！焙l(fā)說(shuō)。

當時(shí)傳統的船舶清洗方式主要是人工作業(yè)，潛水員下水清洗，效率低、安全風(fēng)險高，容易對船體涂層造成損壞，從而增加維護成本。

面對日益增長(cháng)的海洋清潔需求及行業(yè)內對高效環(huán)保解決方案的迫切需要，胡元發(fā)率領(lǐng)團隊迎難而上，致力于研發(fā)水下智能清洗機器人，為船只徹底“搓個(gè)澡”。

“作為一名科研人員，我覺(jué)得這個(gè)事很有意義，解決的是‘卡脖子’技術(shù)，能在一個(gè)層面帶動(dòng)一個(gè)產(chǎn)業(yè)乃至行業(yè)創(chuàng )新升級?！焙l(fā)深有感觸。為了實(shí)現這個(gè)夢(mèng)想，胡元發(fā)團隊幾乎走遍了我國陸地18000公里海岸線(xiàn)上的碼頭，對可以?？看笮痛缓＿\碼頭的水質(zhì)、水體都進(jìn)行了采樣分析，以尋找實(shí)施技術(shù)的合適條件。

從黑龍江到深圳港，從高校到研究所，從最初的概念構想到最終的產(chǎn)品成型，7年多的時(shí)間里，胡元發(fā)平均每年乘高鐵輾轉各地近5萬(wàn)公里。

創(chuàng )新并不是一蹴而就，一個(gè)在水下靈活自如的“機器人”身上有著(zhù)近40人夜以繼日地付出與努力。

胡元發(fā)坦言：“供應鏈不完整、測試條件比較復雜、人才流失都是擺在面前的難關(guān)。最難的就是很多技術(shù)都是從0到1，我們是第一個(gè)做，要反復試驗?！?/span>

噴嘴空化效果仿真實(shí)驗、清洗盤(pán)吸附力試驗、清洗盤(pán)清洗效果試驗……經(jīng)過(guò)上萬(wàn)次測試，研發(fā)團隊完成了十幾種類(lèi)型商用散貨船的全面測試，正是在這樣一次次的挫敗與堅持中，胡元發(fā)團隊終于取得了突破性進(jìn)展。

2018年，胡元發(fā)團隊自主研發(fā)出第一代履帶式水下智能清洗機器人樣機，這一里程碑成就驗證了核心技術(shù)的可行性；

2021年，第一代輪式全新水下智能清洗機器人設計完成并通過(guò)評審，標志著(zhù)水下智能清洗技術(shù)邁上了新臺階；

2023年，第四代履帶式機器人組裝及海試完成，正式開(kāi)啟了商業(yè)清洗作業(yè)新路徑。

一路走來(lái)，胡元發(fā)帶領(lǐng)團隊整合相關(guān)研究成果，將“空化射流”工程應用技術(shù)和水下機器人智能控制技術(shù)用于水下污損生物清洗，確保對各類(lèi)船體材質(zhì)在復雜多變海況下的高效、安全清潔，為船舶清附工作提供了創(chuàng )新解決方案。

“空化射流技術(shù)利用超空泡現象，對被清洗表面污染物進(jìn)行高效無(wú)損清洗，可產(chǎn)生上百兆沖擊力。原先人工一小時(shí)僅能清洗50至100平方米船體，而水下機器人清洗速度實(shí)測達到1200平方米每小時(shí)，還能下潛達300米?！焙l(fā)驕傲地說(shuō)。

2023年4月，胡元發(fā)團隊在蓬萊港對廣州遠海汽車(chē)船運輸有限公司“常榮口”號輪進(jìn)行清洗檢測。經(jīng)持續跟蹤清洗后，“常榮口”號輪從蓬萊到墨西哥航線(xiàn)單程7500海里，往返用時(shí)3個(gè)月，全程節省燃油197.7噸，減碳約680噸，共計節約98萬(wàn)元。

如今，胡元發(fā)團隊通過(guò)自主技術(shù)攻關(guān)，掌握了水下智能清洗檢測機器人的關(guān)鍵核心技術(shù)，已取得發(fā)明專(zhuān)利4項，實(shí)用新型專(zhuān)利11項，外觀(guān)專(zhuān)利1項，軟件著(zhù)作權21項，還有6項發(fā)明專(zhuān)利正在受理。

目前，胡元發(fā)團隊已啟動(dòng)船舶商業(yè)清洗服務(wù)，通過(guò)尖端技術(shù)和優(yōu)質(zhì)服務(wù)，與中遠、河北遠洋等頭部企業(yè)達成合作。

“我們將繼續在海洋航運、海洋平臺、海洋牧場(chǎng)、水下設施等多個(gè)領(lǐng)域拓展，立足徐州尋找合作契機，推廣水下智能檢測、清洗機器人更多場(chǎng)景的應用，實(shí)現小產(chǎn)業(yè)服務(wù)大市場(chǎng)，引領(lǐng)船舶清洗行業(yè)的綠色可持續發(fā)展?！焙l(fā)表示。

編輯：宋繼業(yè)