水产养殖水下机器人研究进展

夏英凯，朱明，曾鑫，王懿偲，齐湘洪

1.华中农业大学工学院，武汉430070; 2.农业农村部长江中下游农业装备重点实验室，武汉 430070

水产养殖是增加人类优质蛋白质的重要渠道[1]，对保障人类食物安全发挥了重大作用。近年来，中国的水产养殖业发生了翻天覆地的变化，养殖规模逐年递增，产量稳居世界第一，但仍面临着严峻的挑战，包括水质污染严重、养殖效率低下、机械化及自动化程度低、人工危机[2-3]等。因此，水产养殖业亟需从养殖模式、装备等方面进行全面的转型升级。

水下机器人作为水下工程装备中的一支生力军，与潜水员等传统水下作业手段相比，在作业范围、环境、模式等方面均有明显优势，符合新型水产养殖装备的需求，具有广阔的应用前景。发展水产养殖水下机器人是实现水产养殖业向资源节约、产出高效、生态安全、机器换人等方向发展的关键，有望为中国水产养殖业带来新的发展机遇。

尽管水下机器人的研究及应用已日趋成熟，在各行各业都取得了显著成效[4-5]，但受养殖模式、成本、装备适应性等问题限制，水下机器人在水产养殖业的推广应用仍非常有限。本文将对水产养殖水下机器人的研究现状及关键技术进行综述，并展望其未来发展趋势，以期提供综合性参考。

1 水产养殖水下机器人应用现状

在水产养殖实践中，水下机器人首先应用于水产养殖监测。通过搭载摄像机、声呐、水质传感器等设备，借助水产养殖水下机器人机动灵活的运动能力，可实现对养殖环境及对象的大范围监测，典型的应用场景如图1所示[6-9]。……