深海智能：重构海洋格局

« 深海是地球上面积最广、容积最大的地理空间，是地球上尚未被人类充分认知的战略空间，也是人类可以利用的最大潜在战略空间。深海蕴藏着地球上远未认知和开发的宝藏，世界海洋强国纷纷布局深海开发，抢占竞争制高点。谁掌握了深海战略资源，谁就拥有掌握世界和人类命运的基本物质基础。

« 《《深海智能：重构海洋格局》是一本科普与专业兼具的著作，由中国科学院院士乔红牵头中国科学院自动化研究所团队精心打造，中国工程院院士李家彪做序。该书融合前沿研究成果与实战经验，兼具权威性与独家性。

本书以翔实的案例和精美的图片对海洋开发的战略意义、全球海洋强国的发展情况进行了详细的介绍，并对深海任务内容进行全面剖析。从深海探测到资源开发，从智能装备到前沿技术，全方位地展现深海智能技术的现状与未来。它将带领读者窥见深海智能科技的无限可能，激发公众对海洋科技的兴趣与思考。

 

深海蕴藏着无尽人们未认知和开发的宝藏，世界海洋强国纷纷布局深海开发，抢占竞争制高点。如今，随着海洋开发智能化时代的到来，中国已在深海领域取得非凡成就，从“蛟龙”号成功下潜至7000米深海，到“深海勇士”号、“奋斗者”号等载人潜水器的突破性进展，大量先进智能化海洋技术装备发展迅速，中国深海探测技术成就令世界瞩目。《深海智能：重构海洋格局》为中国科学院深海科技创新战略研究成果。本书介绍了我国深海智能技术的基本原理、先进装备、关键技术、发展趋势和实际应用案例，并从当前世界深海科技创新格局来总结深海智能技术装备体系建构、技术发展，角度独特、数据详实、信息量大、设计精美。

主编：乔红，中国科学院院士，研究方向为人工智能和机器人系统和机器视觉算法。

著者：刘禹，中国科学院自动化研究所多模态人工智能系统全国重点实验室研究员，研究方向为模式识别与智能控制。其研发的关键技术，并将理论研究成果应用于工程实践，服务于军事科学院、航天二院、中船等多个单位。

王文涛，科技部中国21世纪议程管理中心海洋处处长，中国可持续发展研究会海洋资源开发技术与装备专业委员会副主任兼秘书长，出版多部专著，发表百多篇SCI论文。

焦倩雯，参与海南省“陆海空”科技专项“深海技术产业促进专项”组织实施工作等，参与编写专著《2030世界深海科技创新能力格局》。

第一章 开启深海智能新时代

1.1 从海洋信息化到海洋智能化

1.2 迎接深海新时代

1.3 智能技术赋能深海

第二章 海洋强国的科技创新之路

2.1 美国——海洋超级大国

2.1.1 美国持续布局海洋领域

2.1.2 美国深海领域的研究与开发

2.2英国——老牌海洋强国

2.2.1 英国的海洋科学战略

2.2.2 英国深海领域的研究与开发

2.3欧盟——面向可持续发展

2.3.1 欧盟整体海洋发展战略

2.3.2 欧盟各国深海领域的研究与开发

2.4日本——资源为先战略

2.4.1 日本海洋资源的开发与利用战略

2.4.2 日本深海领域的研究与开发

2.5俄罗斯——北极开发者

2.5.1 俄罗斯北极科考战略

2.5.2 俄罗斯深海领域的研究与开发

2.6中国——新兴海洋国家!

2.6.1 中国的海洋强国战略

2.6.2 中国深海领域的研究与发展深海典型应用任务剖析

第三章 深海典型应用任务剖析

3.1 国内外深海典型应用任务

3.1.1深海勘探与开发

3.1.2 深海科学考察

3.1.3 海底原位研究实验室

3.1.4深海救援

3.2 深海典型应用元任务分析

3.2.1深海勘测元任务

3.2.2深海科学考察元任务

3.2.3无人自主航行器(AUV)集群巡逻元任务

3.2.4无人水下航行器(UUV)勘探元任务

3.2.5 UUV 集群搜探水下目标元任务

3.2.6 UUV 集群协同探测元任务

3.3完成深海任务的关键能力

3.3.1深海耐压能力

3.3.2深海能源供给能力

3.3.3深海控制与操作能力

3.3.4深海生命安全与应急救援能力

第四章 深海智能技术与装备体系建构

4.1 深海智能技术体系

4.1.1 材料应用技术

4.1.2 结构制造技术

4.1.3能源供应技术

4.1.4 动力推进技术

4.1.5 导航定位技术

4.1.6 水面支持技术

4.1.7 深海通信技术

4.1.8 环境感知技术

4.1.9 自动控制技术

4.1.10 生命支持技术

4.1.11 探测与作业技术

4.2深海智能装备体系建构

4.2.1 典型深海进入装备

4.2.2典型深海探测装备

4.2.3典型深海开发装备

4.2.4深海装备配套技术与设备

4.3 深海进入智能装备体系

4.3.1 深海感知装备

4.3.2 深海运载装备

4.4深海探测智能装备体系

4.4.1 深海目标探测与识别装备

4.4.2 深海样本采集与检测装备

4.4.3 深海异构潜水器组网装备

4.4.4 深海生物资源勘探装备

4.4.5 高速水下观测装备

4.4.6 生物采集耐压装备

4.4.7 深海生物功能基因检测装备

4.5 深海开发智能装备体系

4.5.1 深海常驻装备

4.5.2 深水高机动运行装备

4.5.3 深水漫游装备

4.5.4 深海油气钻采开发装备

4.5.5 深海采矿装备

第五章 深海智能技术与装备新概念

5.1 深海智能关键技术重要方向

5.1.1 水面无人艇/水面自主航行平台技术

5.1.2 水下多功能沉浮平台技术

5.1.3 水下滑翔机技术

5.1.4 水下无缆剖面定点观测系统技术

5.1.5 水生生物传感技术

5.1.6 海洋工程结构材料技术

5.1.7 海洋信息功能材料技术

5.2深海进入智能装备新概念

5.2.1 基于流体升力的高速自治潜水器

5.2.2 基于分层分压结构的高性能新概念潜水器

5.2.3基于目标驱动和矢量无轴推进的可变形潜水器

5.2.4 基于涡旋运动和声呐集成的新型潜水器

5.2.5深海声学感知型潜水器

5.2.6深海无人仿鱼推进潜水器

5.2.7圆盘/圆碟形旋转推进式高机动自治深潜器

5.2.8自主变形仿生柔体潜水器研制

5.2.9可变翼形的双功能深海无人潜航器

5.2.10基于形状记忆合金致动器的长航时仿管水母机器人

5.2.11 组合扑翼式仿生潜航器

5.2.12 水下直升机

5.3 深海探测智能装备新概念

5.3.1 高机动性仿箱鲀深海潜水器

5.3.2 基于鲸豚减阻和声呐探测原理的仿生潜水器

5.3.3 多航态仿生深海无人潜水器

5.3.4面向深海区域混合结构探测的多关节潜水器

5.3.5深海多位点着陆器与漫游者潜水器系统研究

5.3.6 大航深、单矢量推进 AUV

5.3.7 可延展艇体新概念海底目标搜寻潜航器

5.3.8 高机动长航时仿生滑翔机器海豚

5.4深海开发智能装备新概念

5.4.1 基于仿生刀锋腿的游走混合型无人潜水器

5.4.2 基于内生驱动和恒自稳定原理的两栖型潜水器

5.4.3 深海爬游混合型无人潜水器

5.4.4 海底无缆爬行机器人

5.4.5 深水常驻机器人

5.4.6 可变形模块化远程智能观测平台

第六章 深海智能技术和装备引领战略

6.1 我国深海智能技术引领方向

6.2我国深海智能装备引领方向

6.2.1 深海智能装备发展趋势研判

6.2.2 深海进入领域战略方向识别

6.2.3深海探测领域战略方向识别

6.2.4深海生物资源开发领域战略方向识别

6.2.5深海油气与矿产资源开发领域战略方向识别

6.2.6 未来海洋信息化体系战略方向识别

6.3我国深海智能技术和装备发展建议

6.3.1 深海智能面临的主要挑战

6.3.2深海智能体系赋能主要建议

6.3.3 发展以智能“制深海权”的总体战略

后记

希望通过本书，能够激发更多关于深海智能领域探索与合作的思考和行动，抓住这一轮由智能技术主导的装备变革机遇，共同开创人类深海事业的新篇章！

——中国科学院院士 乔红

《深海智能：重构海洋格局》这本书通过对深海智能体系的全景概述，不仅为我们揭开了深海神秘面纱的一角，更为我们提供了一个理解和探索这片充满潜力和挑战的蓝色领域的全新视野。

——中国工程院院士 李家彪