“水星”并不是第一臺下水服役的機(jī)器人。今年 8 月,熱帶風(fēng)暴“艾薩克”逼近新奧爾良時,就恰好有一部“海浪滑翔者”在波多黎各以北海域執(zhí)行科考任務(wù),NOAA 原本指望它能記錄下“艾薩克”的數(shù)據(jù),不料“艾薩克”從旁掃過,并未席卷機(jī)器人所在水域,令“滑翔者”由此失去了一次在風(fēng)暴中經(jīng)受考驗(yàn)的大好機(jī)會。所幸的 是,這機(jī)會很快重新來臨。
這次,NOAA 將“水星”部署在新澤西州湯姆河外 160 公里左右的海域。不久之后,新澤西海岸就遭到了“桑迪”的迎頭痛擊。“水星”經(jīng)受住了狂風(fēng)和巨浪,將數(shù)據(jù)源源不斷地傳回了陸地上的科學(xué)家手中。根據(jù)它傳回 的數(shù)據(jù),“桑迪”經(jīng)過時,海面上的風(fēng)速為每小時 70 海里(約 130 公里),登陸時的氣壓為 946 毫巴,比平時下降了 54 毫巴。
對于“水星”的表現(xiàn),其制造者液體機(jī)械公司給予了積極評價。公司創(chuàng)新應(yīng)用主管愛德華·陸博士表示,此前也有“海浪滑翔者”在一級颶風(fēng)中順利完成任務(wù),現(xiàn)在“水星”也加入了它們的行列。“這說明我們的技術(shù)安全可靠,也證明我們的產(chǎn)品可以在嚴(yán)酷的天氣中采集數(shù)據(jù)。”
在風(fēng)浪中進(jìn)化
“海浪滑翔者”之父是機(jī)械工程師羅杰·海因。他從 2005 年開始就不斷試驗(yàn),想要開發(fā)出一種能夠移動的浮標(biāo)。最后,他終于設(shè)計出了這種不裝引擎、而是從波浪中獲得動力的機(jī)器。2007 年,海因與人合伙成立液體機(jī)械公司,開始探索這種機(jī)器的商業(yè)應(yīng)用。在接下來的兩年時間里,公司一步步測試、完善了“滑翔者”的技術(shù)。
2009 年 1 月,一臺“滑翔者”用 9 天時間,對夏威夷群島中大島做了環(huán)島航行。同年,又有一對“滑翔者”從夏威夷出發(fā)駛向加州的圣地亞哥,總航程 4000 多公里。眼下,又有兩對“滑翔者”出海遠(yuǎn)航,一對駛向日本,預(yù)計中途在馬里亞納海溝稍停;另一對則駛往澳大利亞。
這次負(fù)責(zé)監(jiān)測“桑迪”的“水星”是“滑翔者”中的最新型號,配備了攝像機(jī)、海浪傳感器、魚群追蹤器、水下聲音傳感器、溫度計、電導(dǎo)傳感器、溶解氧傳 感器、磁力計、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等裝置。液體機(jī)械的 CEO 比爾·瓦斯表示,公司將在“水星”的基礎(chǔ)上繼續(xù)努力,和全世界的科學(xué)家共同研究,爭取使下一代“海浪滑翔者”做出更好的颶風(fēng)、臺風(fēng)和海嘯預(yù)測。
NOAA 也對這種技術(shù)十分看重,其科學(xué)家里艾倫·奧納迪博士表示,要獲得有關(guān)風(fēng)暴的數(shù)據(jù),目前有三種途徑。一是風(fēng)暴恰好經(jīng)過一個早已放入水中的浮標(biāo),但發(fā)生這種事 的概率很低。二是在風(fēng)暴經(jīng)過的水域部署船只收集數(shù)據(jù),但那樣又太過危險。第三種方法就是在風(fēng)暴來臨之前,從飛行器上向海面投放設(shè)備,只要設(shè)備不被弄沉,就 能在風(fēng)暴經(jīng)過時收集到寶貴的數(shù)據(jù)。這種方法成本最低,也最為安全。
多兵種合作,鉚住颶風(fēng)
“海浪滑翔者”前進(jìn)的動力來自海浪,機(jī)上的電子設(shè)備則依靠太陽能驅(qū)動。它的好處是自給自足,無需攜帶能源,可在海上連續(xù)駐扎數(shù)月之久。但也正是因?yàn)閮H僅利用這些自然能源,它的速度十分有限,無法對大多數(shù)風(fēng)暴做跟蹤觀察。
NOAA 因此啟用了另一種機(jī)動性更強(qiáng)的海事機(jī)械人,叫做“艾米莉”。“艾米莉”原本是一款水上救生機(jī)器人,全稱“經(jīng)濟(jì)綜合救生系索”,由 Hydronalix 公司研發(fā)。它長 1.2 米,重 11 千克,其貌不揚(yáng),卻能在水中以 64 公里的時速行進(jìn),并可供六人同時攀緣。NOAA看中它的速度,準(zhǔn)備對它加以改進(jìn),裝上監(jiān)測設(shè)備,然后用來追蹤風(fēng)暴。
“滑翔者”和“艾米莉”雖由兩家不同的公司分別研發(fā),但是在功能上正好相互銜接。NOAA 下一步的計劃,是將這兩種機(jī)器人批量生產(chǎn)、組成團(tuán)隊,在下一次颶風(fēng)來臨時協(xié)同作戰(zhàn)。“滑翔者”將作為海上的長期監(jiān)測平臺,作用類似氣象浮標(biāo),整個颶風(fēng)季節(jié) 都在大洋中漂浮,它們將提前行駛到颶風(fēng)行進(jìn)的路線上,并記錄下颶風(fēng)到來前、到來時和到來后的數(shù)據(jù)。“艾米莉”的工作時間較短,僅有十天,但它可以做到滑翔 者做不到的事——追逐風(fēng)眼。NOAA 計劃給它裝上電池和汽油驅(qū)動的引擎,并派它前往颶風(fēng)中心,在那里發(fā)回數(shù)據(jù)。
近年來,由于空中觀測飛機(jī)的運(yùn)用,對颶風(fēng)行進(jìn)路線的預(yù)測已經(jīng)變得越來越精確,這是因?yàn)轱Z風(fēng)的路線一般是由其外部的大氣因素決定的。
不過,颶風(fēng)的另一個重要指標(biāo)——強(qiáng)度——卻只能從內(nèi)部測量。要測到一個颶風(fēng)在任意時刻的強(qiáng)度絕非易事,而強(qiáng)度又恰恰是決定一個城市是否要疏散的決定性指標(biāo)。“水星”和“艾米莉”這些海上觀測機(jī)器人的出現(xiàn),及時填補(bǔ)了這項空白。
NOAA 的科學(xué)家們相信,有了它們提供的海面數(shù)據(jù),加上不斷升級的無人機(jī)提供的空中數(shù)據(jù),以及岸上超級電腦的協(xié)同工作,他們將最終繪制出一場風(fēng)暴的完美圖像。