智能无人潜水器技术发展研究( 三 ) 一、前言陆地和近海资源日益

四、智能海洋运载装备工程科技发展的重点任务
（一）亟待突破的关键技术
1. 深海复杂环境自主感知分析技术
深海环境复杂多变，海洋生物、水流等干扰增加了海洋探测感知分析的难度，必须发展深海探测感知新技术。相关技术以效率、可靠性、自主程度全面提升为主要发展目标，重点解决大容量、多类型水下数据的存储、处理与识别问题；具体包括深海复杂环境智能探测传感器件及其系统配置、环境感知 / 认知与推理分析、多目标自主跟踪识别等内容。
2. 深海新型通信与定位导航技术
深海定位导航面临环境复杂、信息源缺乏的局面，技术突破难度大，使得当前的深海水声通信在通信质量、稳定性等方面均不理想。发展高精度、高效率、高可靠的新型深海通信与定位导航技术成为未来深海探测的关键环节，具体包括深海环境下光学通信、静 / 动组合通信与定位导航、海底高精度定位系统、远距离水下高速通信及信息交互、极低频电磁波应用、海底地形匹配定位导航、重力场与地磁场定位导航等内容。
3. 智能深海无人装备高效安全供能技术
任务需求越发苛刻，智能深海无人装备对续航力的要求越来越高，常规电池的体积、重量都制约了系统性能。相比水面船舶，智能深海无人装备动力与供能技术的复杂程度更高，储能的体积、重量密度是相关应用的关键因素。高密度、更安全的供能储能技术成为领域技术突破方向之一，具体包括耐高压 / 耐腐蚀高能量密度能源、水下小体积核动力、深海能源补给等内容。
4. 水下无人装备自主航行与作业控制技术
水下无人装备在航行与作业过程中无须人工实时参与控制，能够根据自身状态及外部环境的变化及时自主做出决策，是水下无人装备技术的重要发展方向。相关研究内容包括：复杂水下环境下自主航路规划、智能航行控制、信息融合与实时传输、自主对接与回收、作业姿态自主控制等。
5. 水下有 / 无人装备集群智能协同技术
各类水下装备协同作业能够克服单一装备作业效率有限的制约，实现各类装备作业能力的差异化配置，是执行水下复杂任务的有效方式，成为新一代深海探测与作业技术的发展方向。相关研究内容包括：集群装备多单元空间与环境信息感知 / 实时融合、集群装备主从单元状态判断 / 抗交互干扰 / 时空协调 / 精确配合 / 故障诊断与自动排除等智能辅助控制、超高压环境下装备对接与进出舱、集群协同作业管理等。
（二）优先布局的基础研究方向
1. 深海无人装备先进材料设计、制备与应用研究
深水材料应具备超坚固、智能、自我修复的能力，以适应海洋开发水深不断增加的应用需求，主要有金属、陶瓷、聚合物、复合材料等类别。通过纳米级设计且在大型深海结构上利用这些属性，完善相关结构的强度、韧性、耐久性和其他可用性功能，是未来需要解决的基础问题。建议开展深海无人装备先进材料成分设计及其性能、深海无人装备先进材料微结构调控与制备方法、深海复杂环境条件下先进材料力学性能、深海无人装备先进材料的环境安全与寿命周期评价等研究。
2. 深海极端环境下无人装备可靠性研究
水下无人装备执行深海探测与作业任务，面临复杂极端的深海环境因素；极端环境会诱发装备故障，因而可靠性是重点解决问题。建议开展水下无人装备安全性设计 / 智能监测与控制、故障分析 / 危害评估与处置、深海环境条件及极端环境因素的仿真模拟及验证等研究。