日前，由中科院組織的“探索一號”船TS-03航次深淵科考任務(wù)圓滿結(jié)束，取得系列重大成果。在距離陸地有萬米之遙的深海領(lǐng)域，來自中科院以及其他單位的科研人員克服了重重困難，成功開展了多項(xiàng)深?？瓶寂c應(yīng)用。
“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?？梢哉f，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《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時，中科院沈陽自動化所研究員唐元貴認(rèn)為，展望未來，深?？瓶紝⒃谔綔y與利用深淵資源、探索地球板塊活動規(guī)律、認(rèn)識深淵神秘環(huán)境等方面發(fā)揮重大作用。
填補(bǔ)萬米海底實(shí)時傳輸視頻的空白
中科院沈陽自動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7000米水下滑翔機(jī)（以下簡稱“海翼”號）和“海斗”號全海深自主遙控水下機(jī)器人（以下簡稱“海斗”號）。
據(jù)介紹，“海斗”號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”號突破了大深度、長距離微細(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)時傳輸萬米深淵海底視頻影像的功能，為我國“十三五”國家重點(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)時傳輸?shù)剿妫钛a(bǔ)了我國萬米海底實(shí)時傳輸視頻數(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”號相比，本次“海翼”號的表現(xiàn)也不遑多讓。
負(fù)責(zé)本次“海翼”號科考任務(wù)的中科院沈陽自動化所副研究員金文明向《中國科學(xué)報(bào)》記者介紹，“海翼”號在馬里亞納海溝分兩階段開展試驗(yàn)與應(yīng)用任務(wù),每個階段各執(zhí)行了6次下潛任務(wù),共完成了12個周期的觀測任務(wù)，累計(jì)工作近88小時，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)。
此次觀測任務(wù)中，操作人員通過衛(wèi)星對“海翼”號進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，并實(shí)時回傳觀測數(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，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)。對他們來說，下一步將要提升深海機(jī)器人實(shí)時傳輸?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，也要在水下長時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，它對于長時間、大范圍深?？碧胶筒蓸泳哂蟹浅Ｖ匾囊饬x。“我們首先可以從科學(xué)層面全面認(rèn)識海底的環(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，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)器人的成本會進(jìn)一步降低，將在更多領(lǐng)域發(fā)揮更大更重要的作用。
