水下机器人（Underwater Robots）是一类专门设计用于在水下环境中执行任务的智能设备，主要分为 遥控无人潜水器（ROV） 和 自主水下航行器（AUV） 两种类型。它们通过集成传感器、推进系统、机械臂、摄像头等设备，在人类难以直接到达的深水区域完成复杂任务。以下是其主要功能和作用：

一、核心功能

1. 深海探测与数据采集

   • 利用声呐、激光扫描、高清摄像头等设备，绘制海底地形图，探测水下地质结构。

   • 采集水样、沉积物样本或生物样本，分析海洋化学成分、生物多样性及污染情况。

2. 目标搜索与打捞

   • 定位沉船、失事飞机、遗失设备等水下目标，协助打捞作业（如黑匣子搜寻）。

   • 在考古领域，探查古代沉船遗迹或水下文物。

3. 工业设备操作与维护

   • 安装、检修海底油气管道、电缆、钻井平台等设施。

   • 通过机械臂切割、焊接或清理附着物（如海洋生物、渔网等）。

4. 环境监测与灾害预警

   • 监测水温、盐度、洋流、甲烷泄漏等参数，评估海洋生态健康。

   • 追踪海底火山活动、地震带变化或海啸前兆。

二、主要应用领域

1. 海洋科学研究

   • 研究深海生物（如热液喷口生物群）、极端环境生态。

   • 探索海洋资源分布（如多金属结核、可燃冰）。

2. 能源与资源开发

   • 支持海上油气田的勘探与开发，维护水下生产系统。

   • 参与海底矿产资源的调查与开采（如铜、钴、稀土矿）。

3. 军事与安防

   • 执行水下侦察、反潜作战、水雷排查与排除任务。

   • 保护港口、海上设施（如桥梁、核电站）免受破坏。

4. 应急救援与打捞

   • 参与沉船救援、人员搜救（如潜艇事故）。

   • 清理水下危险物（如未爆弹药、化学污染物）。

5. 基础设施建设

   • 协助海底隧道、跨海大桥的勘察与施工。

   • 维护水下通信光缆、电力电缆的稳定性。

三、技术支撑与优势

1. 高精度导航与定位

   • 依赖惯性导航系统（INS）、多普勒计程仪（DVL）和声学定位技术，实现水下精准移动。

2. 抗压与密封设计

   • 采用钛合金或复合材料外壳，耐受深海高压（如马里亚纳海沟万米级深度）。

3. 智能感知与避障

   • 通过声呐、光学传感器识别障碍物，自主规划避让路径（AUV核心能力）。

4. 长续航与能源管理

   • 使用高能电池或燃料电池，部分AUV可持续工作数周（如“潜龙”系列）。

四、典型应用案例

• “蛟龙号”载人潜水器：中国研制的深海载人潜水器，最大下潜深度7062米，用于深海科考。

• “Slocum Glider”：美国AUV，通过浮力驱动长距离滑翔，监测海洋环境变化。

• “BlueROV2”：开源ROV，用于水下拍摄、工程检查和教育研究。

• “波塞冬”核动力无人潜航器（俄罗斯）：具备洲际航行能力，可执行战略任务。

五、未来发展方向

1. 更高自主性：AI驱动决策，减少对人工遥控的依赖。

2. 集群协作：多台机器人协同完成大范围任务（如海底测绘）。

3. 仿生设计：模仿鱼类或章鱼的运动方式，提升灵活性和隐蔽性。

4. 能源革新：开发水下无线充电、温差发电等技术，延长作业时间。