1 整體設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化

   為了提升智能水下機(jī)器人的性能、使用的方便性和通用性，降低研制風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約研制費(fèi)用，縮短研制周期，保障批量生產(chǎn)，智能水下機(jī)器人整體設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化是未來的發(fā)展方向。在智能水下機(jī)器人研發(fā)過程中依據(jù)有關(guān)機(jī)械、電氣、軟件的標(biāo)準(zhǔn)接口與數(shù)據(jù)格式的要求，分模塊進(jìn)行總體布局和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)和建造。智能水下機(jī)器人采用標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)，使其各個(gè)系統(tǒng)都有章可依、有法可循，每個(gè)系統(tǒng)都能夠結(jié)合各協(xié)作系統(tǒng)的特性進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，不但可以加強(qiáng)各個(gè)系統(tǒng)的融合程度，提升機(jī)器人的整體性能，而且通過模塊化的組合還能輕松實(shí)現(xiàn)任務(wù)的擴(kuò)展和可重構(gòu)。

    2 高度智能化

    由于智能水下機(jī)器人工作環(huán)境的復(fù)雜性和未知性，需要不斷改進(jìn)和完善現(xiàn)有的智能體系結(jié)構(gòu)，提升對(duì)未來的預(yù)測能力，加強(qiáng)系統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)能力，使智能系統(tǒng)更具有前瞻性。目前針對(duì)如何提升水下機(jī)器人的智能水平，已經(jīng)對(duì)智能體系結(jié)構(gòu)、環(huán)境感知與任務(wù)規(guī)劃等領(lǐng)域展開一系列的研究。新一代的智能水下機(jī)器人將采用多種探測與識(shí)別方式相結(jié)合的模式來提升環(huán)境感知和目標(biāo)識(shí)別能力，以更加智能的信息處理方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制與規(guī)劃決策。它的智能系統(tǒng)擁有更高的學(xué)習(xí)能力，能夠與外界環(huán)境產(chǎn)生交互作用，限度的適應(yīng)外界環(huán)境，幫助其完成越來越倚重于它的各種任務(wù)，屆時(shí)智能水下機(jī)器人將成為名副其實(shí)的海洋智能機(jī)器人。

3 效率、高精度的導(dǎo)航定位

   雖然傳統(tǒng)導(dǎo)航方式隨著儀器精度和算法優(yōu)化，精度能夠提高，但由于其基本原理決定的誤差積累仍然無法消除，所以在任務(wù)過程中需要適時(shí)修正以保證精度。全球定位系統(tǒng)雖然能夠提供精確的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，但會(huì)暴露目標(biāo)，并容易遭到數(shù)據(jù)封鎖，不十分適合智能水下機(jī)器人的使用。所以需要開發(fā)適于水下應(yīng)用的非傳統(tǒng)導(dǎo)航方式，例如：地形輪廓跟隨導(dǎo)航、海底地形匹配導(dǎo)航、重力磁力匹配導(dǎo)航和其他地球物理學(xué)導(dǎo)航技術(shù)。其中海底地形匹配導(dǎo)航在擁有完善的并能及時(shí)更新的電子海圖的情況下，是非常理想的效率、高精度水下導(dǎo)航方式，美國海軍已經(jīng)在其潛艇和潛器的導(dǎo)航中積極應(yīng)用。未來水下導(dǎo)航將結(jié)合傳統(tǒng)方式和非傳統(tǒng)方式，發(fā)展可靠性高、集成度高并具有綜合補(bǔ)償和校正功能的綜合智能導(dǎo)航系統(tǒng)。

4 效率與高密度能源

   為了滿足日益增長的民用與軍方的任務(wù)需求，智能水下機(jī)器人對(duì)續(xù)航力的要求也來越高，在優(yōu)化機(jī)器人各系統(tǒng)能耗的前提下，仍需要提升機(jī)器人所攜帶的能源總量。目前所使用的電池?zé)o論體積和重量都占智能水下機(jī)器人體積和重量的很大部分，能量密度較低，嚴(yán)重限制了各方面性能的提升。所以，急需開發(fā)效率、高密度能源，在整個(gè)動(dòng)力能源系統(tǒng)保持合理的體積和質(zhì)量的情況下，使水下機(jī)器人能夠達(dá)到設(shè)計(jì)速度和滿足多自由度機(jī)動(dòng)的任務(wù)要求。

   5 多個(gè)體協(xié)作

   隨著智能水下機(jī)器人應(yīng)用的增多，除了單一智能水下機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)外，會(huì)需要多個(gè)智能水下機(jī)器人協(xié)同作業(yè)，共同完成更加復(fù)雜的任務(wù)。智能水下機(jī)器人通過大范圍的水下通訊網(wǎng)絡(luò)，完成數(shù)據(jù)融合和群體行為控制，實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人磋商、協(xié)同決策和管理，進(jìn)行群體協(xié)同作業(yè)。多機(jī)器人協(xié)作技術(shù)在軍事上和海洋科學(xué)研究方面潛在的用途很大，美國在其《無人水下機(jī)器人總體規(guī)劃》(UUV Master Plan)中規(guī)劃由多艘智能水下機(jī)器人協(xié)同作戰(zhàn)，執(zhí)行對(duì)潛艇的偵查、追蹤與獵殺，美國已經(jīng)著手研究多個(gè)智能水下機(jī)器人協(xié)同控制技術(shù)，其多個(gè)相關(guān)研究院所聯(lián)合提出多水下機(jī)器人協(xié)作海洋數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的概念，并進(jìn)行了大量研究，為實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人協(xié)同作業(yè)打基礎(chǔ)。