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

本報記者 孫馮燕 王春瑩 梁夢雨

7月16日下午，在位于青島的國家深?；兀慌_體形龐大，重達200多公斤的紅色“大塊頭”，被吊臂車送入海中，為蛟龍?zhí)柲复跋蜿柤t”號進行清洗作業(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，集空化射流技術和智能控制技術于一體。

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

接到指令后，機器人“聽話”地靠近船只，翻轉、吸附、爬行、清洗，一番操作下來，船身上的藤壺、海草等附著物被清理干凈。

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

這些問題的背后源于一次偶然的靈感碰撞。

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

“我們做了大量調研發(fā)現(xiàn)，船體表面粗糙度每增加10um（10um=0.01mm），油耗就增加10%，船速也會下降。一艘輕度生長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(shù)百億美元?！焙l(fā)說。

當時傳統(tǒng)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“搓個澡”。

“作為一名科研人員，我覺得這個事很有意義，解決的是‘卡脖子’技術，能在一個層面帶動一個產業(yè)乃至行業(yè)創(chuàng)新升級?！焙l(fā)深有感觸。為了實現(xiàn)這個夢想，胡元發(fā)團隊幾乎走遍了我國陸地18000公里海岸線上的碼頭，對可以?？看笮痛缓＿\碼頭的水質、水體都進行了采樣分析，以尋找實施技術的合適條件。

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品成型，7年多的時間里，胡元發(fā)平均每年乘高鐵輾轉各地近5萬公里。

創(chuàng)新并不是一蹴而就，一個在水下靈活自如的“機器人”身上有著近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。最難的就是很多技術都是從0到1，我們是第一個做，要反復試驗?！?/span>

噴嘴空化效果仿真實驗、清洗盤吸附力試驗、清洗盤清洗效果試驗……經過上萬次測試，研發(fā)團隊完成了十幾種類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評審，標志著水下智能清洗技術邁上了新臺階；

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

一路走來，胡元發(fā)帶領團隊整合相關研究成果，將“空化射流”工程應用技術和水下機器人智能控制技術用于水下污損生物清洗，確保對各類船體材質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。

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

2023年4月，胡元發(fā)團隊在蓬萊港對廣州遠海汽車船運輸有限公司“常榮口”號輪進行清洗檢測。經持續(xù)跟蹤清洗后，“常榮口”號輪從蓬萊到墨西哥航線單程7500海里，往返用時3個月，全程節(jié)省燃油197.7噸，減碳約680噸，共計節(jié)約98萬元。

如今，胡元發(fā)團隊通過自主技術攻關，掌握了水下智能清洗檢測機器人的關鍵核心技術，已取得發(fā)明專利4項，實用新型專利11項，外觀專利1項，軟件著作權21項，還有6項發(fā)明專利正在受理。

目前，胡元發(fā)團隊已啟動船舶商業(yè)清洗服務，通過尖端技術和優(yōu)質服務，與中遠、河北遠洋等頭部企業(yè)達成合作。

“我們將繼續(xù)在海洋航運、海洋平臺、海洋牧場、水下設施等多個領域拓展，立足徐州尋找合作契機，推廣水下智能檢測、清洗機器人更多場景的應用，實現(xiàn)小產業(yè)服務大市場，引領船舶清洗行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。”胡元發(fā)表示。

編輯：宋繼業(yè)