首个用于多深度海水采集的无人机阵列完成海上作业

作者：刁雯蕙     来源：中国科学报

7月25日,记者从南方科技大学了解到，该校海洋科学与工程系与力学与航空航天工程系的研发团队自主研发的智能无人机阵列装备“海上烈鸟”2.0在深圳市大鹏新区海域成功完成海上10公里外全自主多深度海水取样作业。

“海上烈鸟”2.0作业现场 研发团队供图

目前商用的多旋翼无人机不具备在海上集群智能采集水样功能，也难以适应海上5至6级阵风等海况。

2019年，南科大海洋系科研团队提出了无人机阵列进行海水原位监测和取样的总体设计和相应的技术指标，并与南科大力学与航空航天工程系智能无人机实验室科研团队进行合作，经过2年多的研发测试，研发了智能无人机阵列装备“海上烈鸟”1.0版本。该装备通过了稳定性、续航能力、5公里集群智能采水等方面测试，实现指定地点精准重复取样、多点位同时取样、24小时不间断取样等功能。

2020年到2023年之间，“海上烈鸟”1.0成功进行了在万山岛、大亚湾、珠江口、大亚湾核电站水域、南澳第一沙滩水域等多个海域的连续取样作业和传感器数据采集，为海洋探测科学研究提供了宝贵的多点同步周期性数据。在“海上烈鸟”1.0版本的基础上，研究团队进一步优化设计飞行平台、机载取样装置和一体化控制算法，开发了“海上烈鸟”2.0版本，大幅提升了载重、续航能力，实现了无信号工况下全自主，多深度取样的技术突破。

在此次作业测试中，“海上烈鸟”2.0从深圳市大鹏新区的白沙湾公园起飞，航行至10公里外的预定海域位置，全自主进行多深度的海水取样，完成取样后，自主返航。整个过程中，“海上烈鸟”2.0全自主作业，成功完成了海上10公里、多深度（表层1米，底层10米）的海水取样2升的海上复杂环境测试，全程耗能50%，为海洋生态环境探测研究提供了新的观测手段。

“海上烈鸟”2.0机载取样装备作业测试 研发团队供图

据了解，“海上烈鸟”2.0目前已获7项专利，填补了海洋科学在空间梯度多点位同时采样和短时间尺度连续采样高端装备的空白。作为对现有海洋探测技术装备的补充和拓展，该装备在海洋探测中进入了多个项目的试点应用阶段，目前在海气碳通量监测，红树林、滨海湿地、赤潮和浒苔的取样与原位监测，海洋牧场常态化智慧巡查预警，固定岸边平台起降下的多点位、短时间周期、海水取样与原位数据采集等方面进行了创新试点工作。

据介绍，该装备有助于大湾区海洋环境监测系统和生态工程建设，在深港海域的海洋环境健康问题监控中发挥重要作用。接下来，研发团队将进一步搭载科考船，应用于海洋中尺度涡多点位同步原位数据监测、极地与高原环境的取样与探测。