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海底最深处的探索终于要归功于自主水下航行器(AUV)技术。这些水下无人机正在帮助研究人员更多地了解我们最重要、也是最不为人所知的自然资源。

长期以来,太空一直被认为是人类最后的探索领域。但直到最近,对海底进行详细的探索实际上还是不可能的。“我们只知道大约5%到7%的海底……因此,我们对海洋的了解要少于对火星表面的了解,”弗吉尼亚理工大学航天和海洋工程项目的斯特凡诺·布里佐拉拉(Stefano Brizzolara)说。

海洋的平均深度是超过12000英尺最深的地方被称为“挑战者深渊”,大约有36200英尺深。由于极端的压力和缺乏光线,这些深度为勘探提供了严重的障碍。深海一片漆黑,没有网络连接,没有手机服务,也没有GPS。

任何试图穿越它的车辆都必须能够承受来自外界的压力,提供自己的照明,并在没有人类直接监督的情况下行驶。

什么是AUV?

AUV是一个水下无人驾驶飞机能完成这些壮举的被设计成可以独立于人类操作,这使auv比潜艇拥有极大的优势——它们可以建造得更小,效率也更高。此外,他们的先进技术允许对深海地形进行更快更精确的探索。

水下机器人帮助研究人员发现沉船,收集有价值的海洋数据,并发现新的自然资源。他们也有能力海底测绘,这可以为理解气候变化的机制提供重要依据。

由于水下机器人航行的深度,与上面的研究人员交流信息可能是一个问题。海洋无限(Ocean Infinity)是一家海洋机器人公司,在利用AUV技术方面处于领先水平。该公司的乔希·布鲁萨德(Josh Broussard)解释说:“你可以通过水柱发送的信息量非常非常小。”

但现在,一种被称为协作自主的新技术正在帮助绕过这一限制。

协作自主性是关键

协作自治本质上是指一组水下机器人在最小的监督下协同工作。在协作自主下,机器可以在海底相互通信,并在必要时调整它们的任务。

这个想法并不是简单地编程让无人机同时操作;而是让他们合作。这些auv能够共享信息,共同决定下一步该做什么。

Broussard解释说:“如果auv能够相互协作,你的空间意识和导航能力都会得到提高,你还可以根据另一艘auv收集到的信息重新对其进行操作。”

这个想法并不是简单地编程让无人机同时操作;而是让他们合作。

2018年搜索马来西亚航空公司(Malaysia Airlines) 370航班期间,有一个令人印象深刻的使用协作自主的例子,该航班于四年前失踪。海洋无穷他们与马来西亚政府合作,试图找到这架飞机。据信,这架飞机位于南印度洋一个特别偏远的地区。

尽管经过138天的搜寻仍未找到失踪的航空公司,但此次任务仍然是AUV技术进步的一个里程碑。在这138天里,海洋无限的水下机器人能够覆盖12.5万平方公里的海床。

这相当于洛杉矶的面积,如果没有协作自主,其他的调查任务需要6倍多的时间来导航。此外,与搜寻飞机残骸时的平均水平相比,这次任务减少了80%的燃料消耗和72%的二氧化碳排放。

一张2030年的海底地图

海洋是超过90%但到目前为止,不到20%已经绘制出了海底的地图。直到现在,我们还没有足够的技术来充分了解整个海洋。

最近的一个倡议,the海底2030项目,旨在到2030年绘制整个海底地图。迄今为止,包括Ocean Infinity在内的50多个国家的40多个国际组织参与了该项目。

“我们只知道大约5%到7%的海底。”

斯特凡诺Brizzolara

该项目及其相关人员相信,了解海床的复杂性将有助于我们更好地了解天气和气候模式。这意味着,研究海底甚至可以帮助我们对抗最大的威胁——气候变化。

我们对地球这么大一部分的了解如此之少,使我们忽视了气候变化对所有海洋生物的影响,也忽视了海平面以下可能存在的解决办法。绘制海底地图也可以促进替代能源解决方案的研究,比如波浪能的转换。

当人类远行到各个星球寻找答案的时候,我们所寻找的许多答案可能就在我们自己的星球上。AUV技术终于允许我们探索这些未知水域,希望为地球创造一个更可持续的未来。

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