江苏徐州：自主研发！国内首台！这个机器人能在水下300米给船舶“搓澡”

本报记者 孙冯燕 王春莹 梁梦雨

7月16日下午，在位于青岛的国家深海基地，一台体形庞大，重达200多公斤的红色“大块头”，被吊臂车送入海中，为蛟龙号母船“向阳红”号进行清洗作业。

这是国内首台自主研发的商用水下智能清洗机器人，“身材”魁梧却内藏精细，集空化射流技术和智能控制技术于一体。

此刻，远在500公里外的江苏徐州，江苏师范大学智慧教育学院胡元发副教授正在通过视频对机器人操作进行远程技术指导。

接到指令后，机器人“听话”地靠近船只，翻转、吸附、爬行、清洗，一番操作下来，船身上的藤壶、海草等附着物被清理干净。

这个“大块头”是如何诞生的？为我国船舶清附工作带来哪些突破？徐州高校教师如何与这台机器人结缘的？

这些问题的背后源于一次偶然的灵感碰撞。

2016年，在一次行业交流会上，胡元发了解到民用与商用船舶清洁市场的广阔前景。

“我们做了大量调研发现，船体表面粗糙度每增加10um（10um=0.01mm），油耗就增加10%，船速也会下降。一艘轻度生长海生物的船舶在正常巡航速度下能增加油耗15%；重度则使油耗增加逾两倍，全球船舶业每年为此需耗资数百亿美元。”胡元发说。

当时传统的船舶清洗方式主要是人工作业，潜水员下水清洗，效率低、安全风险高，容易对船体涂层造成损坏，从而增加维护成本。

面对日益增长的海洋清洁需求及行业内对高效环保解决方案的迫切需要，胡元发率领团队迎难而上，致力于研发水下智能清洗机器人，为船只彻底“搓个澡”。

“作为一名科研人员，我觉得这个事很有意义，解决的是‘卡脖子’技术，能在一个层面带动一个产业乃至行业创新升级。”胡元发深有感触。为了实现这个梦想，胡元发团队几乎走遍了我国陆地18000公里海岸线上的码头，对可以停靠大型船只海运码头的水质、水体都进行了采样分析，以寻找实施技术的合适条件。

从黑龙江到深圳港，从高校到研究所，从最初的概念构想到最终的产品成型，7年多的时间里，胡元发平均每年乘高铁辗转各地近5万公里。

创新并不是一蹴而就，一个在水下灵活自如的“机器人”身上有着近40人夜以继日地付出与努力。

胡元发坦言：“供应链不完整、测试条件比较复杂、人才流失都是摆在面前的难关。最难的就是很多技术都是从0到1，我们是第一个做，要反复试验。”

喷嘴空化效果仿真实验、清洗盘吸附力试验、清洗盘清洗效果试验……经过上万次测试，研发团队完成了十几种类型商用散货船的全面测试，正是在这样一次次的挫败与坚持中，胡元发团队终于取得了突破性进展。

2018年，胡元发团队自主研发出第一代履带式水下智能清洗机器人样机，这一里程碑成就验证了核心技术的可行性；

2021年，第一代轮式全新水下智能清洗机器人设计完成并通过评审，标志着水下智能清洗技术迈上了新台阶；

2023年，第四代履带式机器人组装及海试完成，正式开启了商业清洗作业新路径。

一路走来，胡元发带领团队整合相关研究成果，将“空化射流”工程应用技术和水下机器人智能控制技术用于水下污损生物清洗，确保对各类船体材质在复杂多变海况下的高效、安全清洁，为船舶清附工作提供了创新解决方案。

“空化射流技术利用超空泡现象，对被清洗表面污染物进行高效无损清洗，可产生上百兆冲击力。原先人工一小时仅能清洗50至100平方米船体，而水下机器人清洗速度实测达到1200平方米每小时，还能下潜达300米。”胡元发骄傲地说。

2023年4月，胡元发团队在蓬莱港对广州远海汽车船运输有限公司“常荣口”号轮进行清洗检测。经持续跟踪清洗后，“常荣口”号轮从蓬莱到墨西哥航线单程7500海里，往返用时3个月，全程节省燃油197.7吨，减碳约680吨，共计节约98万元。

如今，胡元发团队通过自主技术攻关，掌握了水下智能清洗检测机器人的关键核心技术，已取得发明专利4项，实用新型专利11项，外观专利1项，软件著作权21项，还有6项发明专利正在受理。

目前，胡元发团队已启动船舶商业清洗服务，通过尖端技术和优质服务，与中远、河北远洋等头部企业达成合作。

“我们将继续在海洋航运、海洋平台、海洋牧场、水下设施等多个领域拓展，立足徐州寻找合作契机，推广水下智能检测、清洗机器人更多场景的应用，实现小产业服务大市场，引领船舶清洗行业的绿色可持续发展。”胡元发表示。

编辑：宋继业