通信与控制
2025 年，ecoSUB Robotics 和 Sonardyne 通过展示海底安装辅助导航和自主 AUV 发射，在自主水下作业方面取得了突破性进展——这项能力突破了水下系统所能达到的极限。
这些公司开发了海底节点，将Sonardyne公司的Compatt 6声学通信系统与被动式超短基线（USBL）系统相结合，从而创建出能够长时间处于休眠状态的完全自主水下发射点。每个节点都设有一个专用发射管，内含一台ecoSUB自主水下航行器（AUV），该航行器保持休眠状态，直到被声学信号或预设触发器激活。
ecoSUB AUV 唤醒后，会启动节点，然后脱离发射管并飞离。AUV 执行任务时无需 GNSS 定位，而是通过接收节点提供的精确声学位置更新信息，有效范围可达 600 米。该架构由四个节点组成，可扩展至大范围覆盖和多 AUV 协同响应。
2026年6月，在英国智能声波连接水下演示活动中，ecoSUB和Sonardyne在实际作业环境中展示了这一概念。“此次演示不仅展示了如何使用海底安装的辅助导航系统，还展示了ecoSUB平台如何利用这一基础设施，充分展现了此类自主水下作业的巨大潜力，”ecoSUB Robotics公司董事兼总经理Iain Vincent表示。
由普利茅斯大学和普利茅斯海洋实验室 (PML) 牵头的“智能声波连接水下”项目，让 ACUA Ocean、ecoSUB Robotics、Seaber 和 Sonardyne 的平台在水面之上和水面之下协同工作。
在演示过程中，普利茅斯大学的Seaber AUV和ecoSUB AUV仅使用海底节点阵列即可同时进行导航。在水面，ACUA Ocean公司的PIONEER USV利用Sonardyne Ranger 2 Gyro USBL定位系统跟踪并控制了ecoSUB AUV。该USV还无线采集了永久部署的Sonardyne Origin 600声学多普勒流速剖面仪的数据。海洋软件工程公司Marine AI则演示了即使GNSS信号丢失，也能利用Sonardyne的SPRINT-Nav系统继续导航的能力。
Seaber Yuco 和 ecoSUB Robotics 正在从 Sonardyne 的 Echo Explorer 潜水器上部署，用于 Smart Sound Connect 水下演示。图片来源：Sonardyne
通过普利茅斯海洋实验室（PML）的远程操作中心，参观者可以观看实时画面，了解自主水下航行器（AUV）和索纳达因公司（Sonardyne）的Origin 600 ADCP对PIONEER无人水面艇（USV）的跟踪和数据遥测情况。图片来源：普利茅斯大学/普利茅斯海洋实验室
ACUA Ocean公司的PIONEER无人水面艇正在Smart Sound Connect水下演示活动中亮相。图片来源：ACUA Ocean
Sonardyne公司业务发展经理艾丹·索恩表示，海洋机器人领域面临的两大挑战是在多组织环境下实现多个平台（包括水面平台和水下平台）的互操作。“我们展示了如何在实际环境中实现这一点——PML远程控制中心的观众全程参与了演示。”
他说，采用被动式USBL技术的海底导航节点将定位系统的“智能”从水面转移到海底，从而可以支持不需要大量导航和通信设备的小型AUV舰队。
随着水下航行器、海底系统和水面平台需要在远离支援船只的更远距离作业、更长的部署时间和更强大的有效载荷上执行任务，能源可用性成为任务规划、系统设计和运营成本的核心。由 Cellula Robotics 组建的海洋氢能公司 NautiGEN 开发了燃料电池系统，旨在突破电池供电的限制，延长续航时间。该架构将燃料电池动力装置与为其供能的氢气和氧气储存装置分离，从而可以通过储存来增加任务所需的能量。对于制造商和集成商而言，这提供了一种更灵活的途径来平衡续航时间、有效载荷能量、航程和任务可用性。该系统的初始应用包括水下航行器、固定式海底电力系统和水面无人系统。
该技术基础已在水下环境中得到验证。燃料电池系统为Cellula Robotics公司的Envoy AUV提供了动力，使其完成了超过2000公里的全水下航行任务，连续运行时间超过385小时，其中包括4000多次非线性机动。此次演示采用了与Infinity Fuel Cell and Hydrogen, Inc.公司合作开发的氢燃料电池技术。
在宣布与 Integer Technologies 签署谅解备忘录时，Cellula Robotics 产品总监 Alex Johnson 强调了远程水下作业中系统感知和任务信心的重要性。该协议建立了一个合作框架，将 Integer 的 DIGIT COMMAND 操作员软件与 Cellula 的任务控制软件相结合，用于其无人水下航行器 (UUV) 平台。DIGIT COMMAND 是一款专为岸基操作员设计的多智能体任务管理器，它为现有的指挥控制系统提供决策支持层，支持所有作业。Integer 的 DIGIT 任务保障平台融合了高保真数字孪生技术和实时环境预测，使操作员能够评估、协调和调整任务计划。通过将实时传感器数据与基于物理的模型相结合，平台可以自动适应不断变化的威胁。
“下一代国防技术将由能够预测而非仅仅响应的软件来定义，”Integer公司首席执行官杜克·哈特曼表示。“从平台级内省到全球舰队协调，DIGIT提供了赢得战争所需的软件架构。它代表着向任务感知技术的根本性转变，使操作人员和自主系统能够预见未来，做出自信的决策，从而成功完成任务。”
佛罗里达大西洋大学 (FAU) 通过 AUKUS 海事创新挑战赛获得了 100 万美元的拨款，用于推进海底通信技术的发展。AUKUS 海事创新挑战赛是一项国防创新计划，由澳大利亚先进战略能力加速器、英国国防与安全加速器和美国国防创新部门支持。
该项目由佛罗里达大西洋大学互联自主与人工智能中心 (CA-AI) 与 Hydromea 合作领导，旨在开发下一代水下通信和网络系统，以帮助自主水下航行器、海底传感器和海上作业人员更快、更可靠、更安全地共享信息。
“如今的水下通信系统通常迫使操作人员在通信距离和速度之间做出选择，”佛罗里达大西洋大学首席研究员乔治·斯克利瓦尼蒂斯博士说。“声学通信信号可以远距离传输，但带宽有限；而光通信可以快速传输数据，但只能短距离传输。”
FAU-Hydromea解决方案将两种技术融合到一个可编程的平台中。远程声学链路将提供可靠的指挥控制通信，而高速可见光链路将实现附近自主航行器和传感器之间的快速数据共享。该系统能够适应不断变化的水下环境，即使在拥挤或敌对的环境中也能保持连接。
乔治·斯克利瓦尼蒂斯博士，佛罗里达大西洋大学首席研究员。图片来源：佛罗里达大西洋大学
研究人员预计，该技术将为盟军海上部队未来的作战部署提供途径，同时支持在科学研究、环境监测和海上工业等领域的更广泛应用。
