“和之前深淵科考的航次不同，這次，我們攜帶的水下機(jī)器人就是朝著實(shí)地應(yīng)用去的。可以說，這次的科考打開了深海機(jī)器人應(yīng)用的大門。”在日前接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)，中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所研究員唐元貴認(rèn)為，展望未來，深海科考將在探測(cè)與利用深淵資源、探索地球板塊活動(dòng)規(guī)律、認(rèn)識(shí)深淵神秘環(huán)境等方面發(fā)揮重大作用。
填補(bǔ)萬米海底實(shí)時(shí)傳輸視頻的空白
中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所是參與本次深淵科考的一支重要力量。這一次，他們組成了5人團(tuán)隊(duì)，攜帶了由該所自主研制的“海翼”號(hào)7000米水下滑翔機(jī)（以下簡(jiǎn)稱“海翼”號(hào)）和“海斗”號(hào)全海深自主遙控水下機(jī)器人（以下簡(jiǎn)稱“海斗”號(hào)）。
據(jù)介紹，“海斗”號(hào)此次重返馬里亞納海溝“挑戰(zhàn)者”深淵，主要開展深淵科考應(yīng)用和光纖遙控模式下的大深度海試兩項(xiàng)任務(wù)。
唐元貴介紹，本航次中，“海斗”號(hào)5次下潛深度超過10800米，其中以自主模式4次潛入萬米深淵，最大下潛深度達(dá)10888米，創(chuàng)造了我國(guó)水下機(jī)器人最大下潛及作業(yè)深度的新紀(jì)錄，并拍攝到海底視頻，成功完成了航次深淵探測(cè)的科考任務(wù)。
“應(yīng)該說，相比之前的科考，這一次的海況特別差。在馬里亞納海溝區(qū)域，狂風(fēng)大作，浪涌特別大，不利于水下機(jī)器人的布放和回收。但是我們還是克服重重困難，勝利完成了各項(xiàng)任務(wù)。”唐元貴說。
這一次的科考，“海斗”號(hào)突破了大深度、長(zhǎng)距離微細(xì)光纖的綜合管理和視頻傳輸?shù)群诵募夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)了利用超長(zhǎng)距離微細(xì)光纖遙控水下機(jī)器人完成萬米深淵海底巡航以及實(shí)時(shí)傳輸萬米深淵海底視頻影像的功能，為我國(guó)“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃全海深無人潛水器ARV的研制工作提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
“這一次，我們首次實(shí)現(xiàn)了利用光纖傳輸技術(shù)將萬米深淵海底的視頻實(shí)時(shí)傳輸?shù)剿妫钛a(bǔ)了我國(guó)萬米海底實(shí)時(shí)傳輸視頻數(shù)據(jù)的空白，我們可以清楚地觀察到海底的詳細(xì)情況。”唐元貴說。
創(chuàng)造水下滑翔機(jī)新世界紀(jì)錄
和“海斗”號(hào)相比，本次“海翼”號(hào)的表現(xiàn)也不遑多讓。
負(fù)責(zé)本次“海翼”號(hào)科考任務(wù)的中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所副研究員金文明向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者介紹，“海翼”號(hào)在馬里亞納海溝分兩階段開展試驗(yàn)與應(yīng)用任務(wù),每個(gè)階段各執(zhí)行了6次下潛任務(wù),共完成了12個(gè)周期的觀測(cè)任務(wù)，累計(jì)工作近88小時(shí)，累計(jì)航程達(dá)到135公里，下潛深度3次突破世界水下滑翔機(jī)6003米的下潛深度紀(jì)錄，最大下潛深度達(dá)到了6329米，成為目前世界上下潛最深的水下滑翔機(jī)。
此次觀測(cè)任務(wù)中，操作人員通過衛(wèi)星對(duì)“海翼”號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，并實(shí)時(shí)回傳觀測(cè)數(shù)據(jù)，收集了大量高分辨率的深淵區(qū)域水體信息，為科學(xué)家研究該區(qū)域的水文特性提供了寶貴資料。
“我們研發(fā)的這款水下滑翔機(jī)，本身就是奔著7000米的下潛深度去的。”金文明說，如果經(jīng)過進(jìn)一步技術(shù)改造和升級(jí)，未來把世界紀(jì)錄再一次刷新并不是難事。
“當(dāng)然，水下滑翔機(jī)每下潛100米，其本身受到的壓力都會(huì)增加1兆帕。這就需要機(jī)器本體有耐高壓的強(qiáng)大外殼。”金文明表示。
深海機(jī)器人大有可為
那么，對(duì)于下一步計(jì)劃，科研人員有什么設(shè)想呢？
唐元貴表示，每一次的深淵科考都不容易，任務(wù)也不盡相同。他們也希望能夠參與更多的科考，積累更多的海上作業(yè)經(jīng)驗(yàn)。對(duì)他們來說，下一步將要提升深海機(jī)器人實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)的質(zhì)量，“提供更加高清的視頻資料”。同時(shí)，也要在水下長(zhǎng)時(shí)間和大范圍以及水下采樣作業(yè)方面下功夫。
在唐元貴看來，深海機(jī)器人大有可為，它對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間、大范圍深海勘探和采樣具有非常重要的意義。“我們首先可以從科學(xué)層面全面認(rèn)識(shí)海底的環(huán)境和生物。比如，我們可以采集深海生物樣本，提取深海生物的DNA，推演海洋生物和人類演變的秘密。此外，我們也可以從深海物質(zhì)中提取有用的成分，用作生物醫(yī)藥的開發(fā)。”
“對(duì)水下滑翔機(jī)來說，搭載不同的傳感器可以開展很多研究工作。利用它我們不但可以開展海洋水體觀測(cè)，還可以在海洋生物、海洋化學(xué)及資源勘探等方面發(fā)揮更大的作用。”金文明告訴記者。
“海洋和人類的關(guān)系非常緊密。人類需要不斷認(rèn)識(shí)海洋、開發(fā)海洋，水下機(jī)器人目前就是最先進(jìn)的技術(shù)手段之一，必將在利用海洋中發(fā)揮更大作用。”金文明說。 展望未來，隨著規(guī)模化的應(yīng)用，水下機(jī)器人的成本會(huì)進(jìn)一步降低，將在更多領(lǐng)域發(fā)揮更大更重要的作用。
