水下领域机器人开源工具包

水下机器人正变得越来越重要，用于海洋科学、环境监测和海底工业操作，但开发受限于高成本、专有设计以及缺乏模块化、面向研究的硬件。尽管开源倡议已 democratize 了车辆构建和控制软件，但针对联动系统——尤其是需要防水、具有反馈的驱动装置以适用于操作臂、抓手和仿生装置——的工具包仍存显著差距。许多研究小组面临长期的开发周期、有限的可重复性以及难以将实验室原型过渡到现场就绪平台的问题。为此，我们引入了一个开源、成本效益高的水下操纵研究工具包。该工具包包括一个防压的水下机器人关节（URJ），配有早期漏泄检测、紧凑的控制和电源管理电子设备，以及基于 ROS2 的软件堆栈，用于感知和多模式驱动。所有 CAD 模型、制造文件、PCB 源码、固件和 ROS2 软件包均公开释放，使当地制造、修改和社区驱动的改进成为可能。该工具包经过 extensive 实验室测试并进行了多次现场部署，显示在多达40米深度的多样化应用中均能可靠运行，包括3自由度水下操作臂、一种tendon驱动的软抓手以及一种不完全驱动的沉积物取样器。这些结果验证了该工具包在真实海洋环境中的稳健性、通用性和可重复使用性。通过提供一个完全开源、经过现场验证的平台，本工作旨在降低水下操纵研究的进入门槛，提高可重复性，并加速水下领域机器人创新的进程。