蓝色海洋的传说 海洋 “新公民”:全新潜水机器人



  目前,研究人员研制开发出了一系列新型的高精潜水机器人探测设备。这些统称为“全自动式水下航行器”(AUV)的“潜水机器人”相比起它们的前身来说,无论在探测速度、精准度还是广域度上都有大幅度的提高与变革。其中一款最新的全自动“潜水器”,在执行任务时,既能像鱼一样在海里自在游弋,又能像直升机一样在水面盘旋;另一种是只需借助在海洋内完成的热量储存就能够在海面航行几千米的探测装置;还有一个则是可以潜到海底将近7英里深处监测与采集各色海洋标本的工具。

  美国俄勒冈州立大学的杰克·巴斯(Jack Barth)教授介绍说:“早前,我们利用卫星探测海洋表面时,只可以看到海洋潮汐的变化以及表层洋面的某些叶绿素以及海藻花等物质。而如今这些全新的自动探测‘机器人’也许能够帮助我们探寻到一个从未见过的海底世界。”

  Sentry:“海洋观测站”的助手

  一款取名为“Sentry” 的潜水机器人,能够以大约每小时2海里(相当于每小时3704米)的速度在海底自由航行。速度是它20世纪90年代的“前身”——ABE的两倍。如果ABE看起来有点像电影《星际迷航》中“恒星飞船”(Starship Enterprise)缩小版的话,那么Sentry金黄色的明亮外衣裹着流线般的体型,再配上一前一后两个做“推进器”所用的桔黄色鳍板,活像一条海洋中的太阳鱼。

  Sentry兼具海底潜水与海面盘旋“两大功能”,这使得它自然就成为了海洋学家们从海面和海底两个角度对海洋进行勘测的最佳工具,由此,它也将成为2014年首个“美国国家海底观测站”中的“深海测绘员”。

  而开发该项目的目的在于建立一个能够深入到构成太平洋西北海岸线的Juan de Fuca地壳板块部位的海洋传感网络系统。该系统当中一系列远程传感器和高清晰摄像机主要用来监控海底生物、海底化学变化以及诸如海啸、地震、热液喷发以及海底火山爆发等各种海洋活动。

  在该项目的初期阶段,Sentry主要用来探测深处洋底的具体情况,并绘制出相关精准的地图。Sentry在其总共六道工作程序中能够探测到超过20平方英里的海洋范围。

  华盛顿大学海洋学专业的教授约翰· 德莱尼(John Delaney),也是专门负责Sentry海洋探测项目的主要科学专家之一。他介绍说,精准的绘图对确定观测台的位置是非常关键的,首先,你必须确保观测活动的正常进行;其次,相关的一系列设备也必须保证不会遭到泥石塌方、火山爆发或是地震等海洋活动的破坏。其实就像章鱼一样,作为向外延伸各种不同用处的“光纤电缆”的主中心控制台,必须确保是安全稳定的。如果不稳定的话,那将会十分危险。即使观测台遭到了泥石塌方一定程度的破坏,但只要其光纤电缆与中心控制台保持稳定牢固的连接,那么整个的网络系统还是能够正常地运转。

  水下流动自航器:“海底火山”研究专家

  为了更加直观地了解一款“水下流动性自航”设备,海洋研究专家德莱尼利用数字动画的形式展示了其整套的工作程序:首先,它们是如何从洋面或是水下的海洋实验站“派遣”出去的;其次,在水下完成相关的数据收集和采样工作之后,又是怎样将这些数据和样品送回到水下或洋面实验站,或是由自动无人驾驶飞机直接将它们送到陆上实验室进行进一步的分析研究的。

  德莱尼说,在地质学家看来,这种能够从水下或是洋面的海洋实验站里分离出来的新型的“自主式水下航行器”,其实主要是能够帮助他们解决一些海底火山的专门性问题。比如说,海底火山究竟是怎样维持生命的?它们的分泌物又是怎样聚合在一起形成诸如像铜、锌、富金砂矿和富银砂矿等一系列矿石的?而地球的形成是否又和它们存在一定关系?

 蓝色海洋的传说 海洋 “新公民”:全新潜水机器人

  德莱尼颇有趣味地说道:“如果你想要真正了解人类本身的话,你不可能只是站在街上看着人群走来走去。你总要深入地去了解他们。”

  “不过,我想最终,这些‘海洋机器助手’也许还是会被淘汰的。到那时候,人们在任何一个地方都能够自主地与海洋取得各种联系。”德莱尼这样兴奋地描述着他的梦想。

  Nereus:探秘海底的深海潜艇

  Nereus,是一种尚处于测试阶段的混合型潜艇。当其建成之后,能够潜入水下近7英里处的地方,也就相当于日本东部马里亚纳海沟的深度。此种潜艇是用超薄的陶瓷材质做成的外壳,这样就能够抵挡高强度的深海压强,并通过一条20公里长的单纤丝微型纤维将相关的探测数据传输到海水表面。

  目前科研人员正在对Nereus进行相关的“压力测试”和“范围测试”。所谓的“压力测试”就是在相同环境中,将Nereus放置在海洋内,比如马里亚纳海沟里,让之遭遇到同等类似“碰撞”,观察其是否会产生任何的不良后果。而“范围测试”则就是在距离夏威夷海岸2.5到3英里的海水深处进行测试。

  Nereus还将在2009年的时候被用于西太平洋海沟的探测。

  相关研究人员介绍说,Nereus不仅能够实现海底定位、制图以及摄像等功能,而且也能够采集相关的化学、生物和地理标本。

  海洋科学专家表示,希望通过对这些最新的“潜水机器人”的广泛利用,能够使人类走进一个海洋探测开发的全新时代。

  

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