原標(biāo)題:水下無人機技術(shù)革新:水聲通信讓無纜成為可能
近幾年,我國的海洋科技發(fā)展迅猛,以“潛龍”號系列、“蛟龍”號系列為代表的工業(yè)級深海裝備,在軍事、海洋石油、海下搜尋救生等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。作為走向深海的戰(zhàn)略裝備,水下無人機及其所涉及的水下高科技領(lǐng)域成為全球海洋強國的角斗場。
在消費級無人機領(lǐng)域,以深圳鰭源科技、天津深之藍(lán)、北京臻迪科技等為代表的高新科技企業(yè)亦陸續(xù)推出了自己的系列產(chǎn)品,涵蓋娛樂、家庭等眾多消費場景,進(jìn)一步拓展了水下無人機的應(yīng)用領(lǐng)域。
有業(yè)內(nèi)人士指出,水下無人機行業(yè)目前勢頭強勁,2018年將迎來水下無人機市場的大爆發(fā)。在行業(yè)加速發(fā)展的過程中,水下科技的多個技術(shù)壁壘也亟待突破,首要的是水下無線傳輸技術(shù)的解決。
打破水下通信壁壘,無纜水下無人機備受期待
陸地通信已司空見慣,海洋中的通信場景則較為陌生。消費級水下無人機作為一款高科技產(chǎn)品,可以幫助消費者實現(xiàn)岸上操作即可探索百米海洋的夢想,其中涉及了到水下實時傳輸?shù)墓δ堋?/p>
水下信息傳輸和陸地大有不同,陸地通信依賴的電磁波在海水折射之后,傳輸耗損嚴(yán)重,無法滿足遠(yuǎn)距離水下組網(wǎng)的要求。目前,市面上可見的百米探索水下無人機還處于有線傳輸階段,也就是在機身上加一根纜線。但水下環(huán)境復(fù)雜,有纜水下無人機無法做到像“空中”無人機一樣自由翱翔。因此,研發(fā)無線款水下無人機便成為各商家們的著重發(fā)力點,水下無線通信技術(shù)是整個研發(fā)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵。
吉林大學(xué)特聘教授崔紅軍介紹:“目前,水下無線通信主要可以分成三大類:水下電磁波通信、水下量子通信和水聲通信。”
與電磁波、光通信相比,水聲通信有著明顯的優(yōu)勢,它依靠聲波完成信號傳輸。聲波屬于機械波(縱波),水下傳輸時信號衰減?。ㄆ渌p率為電磁波的千分之一),傳輸距離遠(yuǎn),適用于深水通信。加上水聲通信成本低、靈活性高、傳輸較穩(wěn)定,已廣泛應(yīng)用在海洋工程、資源勘探、環(huán)境監(jiān)測、國防安全等多個海洋重要領(lǐng)域。
“水聲通信已在水下通信、傳感、探測、導(dǎo)航、定位等方面展示出特有的優(yōu)勢,它是目前水下遠(yuǎn)程無線信息傳輸?shù)奈ㄒ挥行Ш统墒斓氖侄?,其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靈活處于不同的速率載荷、覆蓋距離、水體深度、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等情景,解決了水下無線通信和組網(wǎng)的世界性難題。”崔軍紅說道。
水聲通訊助力水下無人機實現(xiàn)無纜操作
消費級水下無人機是跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)物,主要由控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)和感知系統(tǒng)等六大部分組成,水下通訊技術(shù)主要體現(xiàn)在通信系統(tǒng)和感知系統(tǒng)上的更新和迭代。
記者了解到,水聲通訊領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)深圳智慧海洋科技聯(lián)合鰭源科技積極推進(jìn)無線款水下無人機的研發(fā),并計劃推出FIFISH無線系列。
“我們正在與水聲通信技術(shù)專家合作溝通中,突破水下通信技術(shù),探討將其民用化與消費級化的解決方案,目前已取得了階段性的成績。希望通過水聲通信技術(shù)使FIFISH(飛行魚)擺脫纜線,真正在海洋中飛起來。”鰭源科技創(chuàng)始人張翀說道。
作為當(dāng)今最為復(fù)雜的通信技術(shù)之一,無纜水下通訊技術(shù)將會在很長時間內(nèi)是海洋領(lǐng)域的研究熱點。值得關(guān)注的是,消費級水下無人機企業(yè)紛紛布局無纜水下技術(shù)。也許不遠(yuǎn)的將來,人們會擁有屬于自己的水下通訊網(wǎng)絡(luò),可以自由地在水下拍照、上傳視頻,讓深不可測的海洋變得“透明”起來,海洋的大數(shù)據(jù)得以收集,人們可以更便捷地認(rèn)識和研究海洋。