抬头望星空，浩瀚、宁静且充满奥秘，低头探海洋，如天空般蔚蓝、如宇宙般深邃。海洋是一片神秘的领域，自古以来，有关海洋的传说不计其数，我们都向往大海，但大多时候只能在岸边欣赏其美，水下的世界仍旧充满未知。随着科技的发展，人类在不断加深对海洋的探索，揭开海洋的神秘面纱。今天，在SELF讲坛，来自中科院沈阳自动化研究所的李一平研究员，带我们巡游海洋最深处，回到生命的故乡。
过去的几年中我们做了一些工作，通过媒体的报道，大家可能也有所耳闻，今天我们请水下机器人作为主角，带大家去看一看水下到底是怎样的奇妙世界。
说到水下机器人，大家可能更多是通过媒体来了解，比如2016年，我们研制的“海斗”号下潜到了马里亚纳海沟，挑战深渊的最深处——海沟的底部，当时大家都觉得，中国人终于造出了能够到达海洋最深处的水下机器人。
我们首先要讲一讲它的特点。通常，我们说水下机器人的发展有60年的历史，这主要指世界水下机器人的发展历史，对于中国，我们大概经历了30多年的水下机器人发展过程。水下机器人主要分成两种：遥控水下机器人和自主水下机器人。
对于遥控水下机器人，需要电缆将它和母船进行连接，母船通过电缆为它提供能源，它通过电缆向母船回传获得的数据。整个过程中因为有母船的支持，所以它不会跑得很远，也正因此，它只能在水下的一个小范围，或者局部范围内做定点观测。
另外一种是自主水下机器人，也是我加入团队时开展研制的一类水下机器人。我们从20世纪90年代初期开始研制自主水下机器人，到现在经历了20多年的时间。这类水下机器人最大的特点是没有脐带电缆的约束，可以在海中走得更深更远，所有的能源通过体内携带的电池提供，所以我们在设计的时候，要让它的外形呈良好的流线型，保证它在水中走得更深更远。
做过这两类机器人后，我们想，能不能做一种新型机器人，代替我们去更远的未知海域。遥控水下机器人（ROV）有电缆的约束，自主水下机器人（AUV）没有电缆的约束，但数据不能实时传输。所以我们想能不能研制一种新型机器人，既可以大范围运动，也可以在局部范围内做精细的观测。这就是我们最初提出自主遥控水下机器人设计理念的雏形，我们把这种新型水下机器人叫作ARV，它的英文名字来源于ROV和AUV。
回想起来，从最初有这样的想法到最后在极端环境下的应用，实际上经历了15年的时间，这张图显示了我们研制水下机器人的时间线。2001年，我们在张艾群主任的建议和支持下，申请到了创新基金项目，研制一个遥控水下机器人和自主水下机器人都能用得到的小型控制系统。
现在我们来谈一谈这种混合水下机器人（ARV）是如何在北极和马里亚纳海沟工作的。说到北极，大家可能想到的就是被海冰覆盖着的、白雪茫茫的一片冰雪世界。
的确，北极是一个冰的世界，但厚厚的海冰下是一片海洋。水下机器人在北极得到应用，要面临几个挑战。极地是一个高寒地区，水下机器人所有的元器件都要耐得住低温；极地还是一个高纬度地区，在北极极点，所有的导航设备、磁的设备都会失灵。还有一个挑战，北极的海冰并不是固定在海面不动的，海冰随着时间在漂移，所以你今天到的地方，明天如果想再去，没有好的导航系统帮助，你可能就去不了了。
做了这么多机器人，我们更多的时候在想：未来的水下机器人会是什么样子？是遥控水下机器人ROV，还是自主水下机器人AUV，还是自主遥控水下机器人ARV？是它们三种的结合体，或是一种全新的机器人？一切皆有可能。但不管怎样，我们可以用一句话概括未来的机器人的发展方向——更深、更远、更强。更深和更远大家很好理解，就是机器人能在水下走得更深，能航行得更远。
我们现在去了马里亚纳海沟，那里水深10000多米，以后机器人还将去更深的海域。现在机器人可以航行上千公里，以后一定要航行得更远才行。对于更强，我觉得有很多方面的含义，比如，未来的水下机器人可以携带更强的作业工具，能够完成更复杂的海底作业，甚至不用人来遥控，而是自主地完成任务。