これらは、それぞれの母船（「かいこう」の母船は「かいれい」、「ドルフィン3K」の母船は「なつしま」、「ハイパードルフィン」の母船は「かいよう」）とケーブルで結ばれており、船上からのリモコン操作により、観察のみならずマニピュレーターを用いてサンプル採取などをすることができます。中でも「かいこう」は、ランチャー／ビークル方式という他の無人機とは異なった方式がとられています。すなわち、「ドルフィン−3K」等、一般的な無人機は、母船から繰り出されるケーブルに本体が直結された形で潜りますが、「かいこう」では、「一次ケーブル」と呼ばれる同様なケーブルが母船とランチャー（launcher：水中発射台）の間に取り付けられ、さらにランチャーと本体（ビークル）とは二次ケーブルによって接続されています。そして本体は、ランチャーに抱えられるような恰好で目的の深度近くまで潜り、そこでランチャーから発進されて、二次ケーブルの範囲内（約50m）で行動します。このシステムにより、1995年3月に、世界の海の最深度（マリアナ海溝の10,911m）に到達することができました。なお、このランチャーには後述する「サイドスキャーンソーナー」が装備されており、曳航型探査機として単独で使用することもできます。それぞれの無人探査機の概要は、以下に示すとおりです。

　

　

　「かいこう」は、母船とケーブルでつなぎ、船からリモートコントロールで動かします。「かいこう」では、ビークル（探査機本体）が動きやすいようにランチャー（水中発着台）という方式を使っています。

　

　盤に表示されるビークルの放送局級TVカメラの映像やパノラマ映像等の情報を基本に操縦者（4人）が操縦します。

　

　

　

　

　ドルフィン−3Kは、単独の調査のみならず「しんかい2000」の潜航海域の事前調査等に運用されていますが、最近では、沈船（ロシアのタンカー「ナホトカ号」や学童疎開船「對馬丸」など）や打ち上げに失敗して海中に没したH2ロケットの捜索にも活躍しました。また、ハイパードルフィンは、ドルフィン−3Kの高性能版といったもので、今後の活躍が期待されています。

　

　

　無人潜水機は、大別すると2つに分けられます。1つは、有索の無人潜水機で、「かいこう」のように無人潜水機と支援母船とをケーブルで結び、母船上で操縦者が水中TVカメラの映像を見ながら、それを遠隔操作するものです。2つ目は、無索の無人潜水機で、機体内に動力源を内蔵し、ケーブルを用いずに運用します。

　UROV（Untethered Remotely Operated Vehicle：細径ケーブル無人潜水機）システムでは、動力源となる電池（二次電池^＊2）は、ビークルに搭載されており船上装置とビークルは、直径約1mmの光ファイバーケーブル1本で結ばれています。

　そして、船上とUROVの両方に、光ファイバースプーラという光ファイバーケーブルを釣り糸のリールのように巻いた筒があり、ここから光ファイバーケーブルを繰り出しながらビーグルが航行します。光ファイバーケーブルは、潮流などにより微妙な力を受けた場合にも、光ファイバースプーラからスムースに繰り出されるようになっています。UROVは今までのROVのように太いケーブルを引っ張りながら航行する訳ではないので、運動性能は、従来のものに比べ、格段と向上しています。UROVに関しては、当初試作機の「UROV2000」と、当センターと福井県との共同利用による実用機器「げんたつ500」の開発に着手してきましたが、平成9年度には、最大潜航深度7000mのUROV（UROV7000K）の開発を行いました。これは、所有する光ファイバーケーブルの長さが30000mもあるので、行動半径も広くなりました。

　通常のオペレーションは、海底までは錘（しんかい2000で使われるのと同様の鉄：ショットバラスト）の重さで下降し、海底に到着した時点でその錘を切り離して中性浮力とし、ここからスラスタを作動させて調査活動を行います。調査活動が終了したら、上昇用の錘を切り離し、さらに光ファイバーケーブルを自ら切断して上昇します。もし、調査中に係留索や障害物にケーブルが絡まって光ファイバーケーブルが切断した場合でさえ、終了時のオペレーションと同様の手順で本体を浮上させることができます。

　

　

　一方、「うらしま」のような無人潜水機は、自律型海中ロボット（AUV：Autonomous Underwater Vehicle）とも呼ばれ、これまでの無人機のように母船とケーブルでつながれることなく、文字通り自律航行ができるロボットです。AUVという言葉は、一般的に「無索」無人潜水機を総称して使われていますが、音響信号を用いて、母船と無人潜水機の間で位置信号や制御信号を送受する「音響遠隔操縦方式」の無人潜水機もAUVの中に入ります。これまで、世界中で製造されたほとんどのAUVがこの方式です。母船から制御信号を受け取らずに自律航行できる「真のAUV」は、加国海軍の「Theseus」、英国NERC（自然環境研究評議会）の「MARIN」、米海軍の「XP21」等、数例しかなく、いずれも国家的な事業として開発が進められています。

　欧米諸国のAUVの開発は、既に第1段階を終え、次の段階に進展しようとしており、わが国は、一歩遅れをとっています。しかし、長距離を航行するための技術開発において、最重要課題とされるのは、高エネルギー効率の動力源に関する問題ですが、これに関しては、欧米諸国が未だ有効な新動力源を開発することができず、従来の鉛電池又は銀亜鉛電池を用いています。これに対し、海洋科学技術センターでは、エネルギー効率の良い燃料電池^＊3とリチウム・イオン電池の開発を行い、これらは、既に実用化のメドが立っています。この点に関しては、逆に2歩ないし3歩リードしているといえるでしょう。平成13年8月水深3,518mの世界最深記録を更新しました。