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改變海洋的海洋智慧“黑科技”

來源:本站整理 日期:2017-12-13

---專題其他文章---


在海底,一場翻天覆地的工業革命正在悄悄進行。機器人技術、AI、低造價感應器、衛星系統、大數據和基因工程的快速進步打開了海洋資源利用和研究的新格局。顛覆性的海洋技術的推廣意味著,在將來,我們會擁有更干凈、更安全的海洋環境。是哪些海洋技術正在改變我們從海洋中獲取食物、能量、礦產資源和數據的方式?


無人駕駛船

你一定聽說過無人駕駛車,但很快我們就會見到無人駕駛航行的船只了。要知道,海洋貨運是個價值3800億美元的產業,但就像道路交通一樣,海洋交通也會產生污染、導致物種入侵、甚至使某些海洋生物滅絕。比如,在過去的數十年間,有超過200只鯨被船撞死。像RollsRoyce這樣的公司預見到,在未來,自動船運會讓未來的工業更加高效、清潔和省錢。無人船貨運可以提高工作效率、減少尾氣排放,但是我們還是需要融合現存的感應器技術和算法來進行研發。




SCUBA潛水機器人

SCUBA潛水器能在極深的水域活動事務中,完成一些艱難的任務,它們的身體能扛住高于其自身十倍的壓力。一支來自斯坦福大學的機器人研究團隊設計了一個水下人形機器人OceanOne,它身手敏捷到可以用力量感應器為操控者模擬觸摸的感覺,從而幫助它們抓住海底的考古文物。筆者認為,高能的人形機器人很快就會取代人類潛水員在海里從事一些高危的海洋研究和工程任務了。




水下AR眼鏡

眼下AR眼鏡技術非常大勢,在海洋中也不例外。美國海軍工程師為它們的潛水員設計了一款增強視覺的顯示器——這是一款防水的、超動力版本的谷歌眼鏡。這項新技術讓以商業運作為目的的潛水員以及搜尋救援隊能在可見度接近零的情況下,并將聲納傳感器中獲得的數據和地表團隊的援助結合起來,完成復雜的任務。




水產養殖藍色革命

2014年,比起天然生長的魚類,人類首次食用了更多的人工養殖魚。全新的水產養殖技術促進了水下農業的爆發性增長。水下“aquapod”養殖箱在夏威夷、墨西哥和巴拿馬等地都投入了使用,這樣的技術創新讓水產養殖業可以離岸發展,這減緩了侵蝕海邊漁場的污染和生物疾病問題。


水下云計算

超過95%的網絡流量是通過海底電纜傳輸的。很快,數據將不止在海下傳輸,還會被儲存在水下。數據中心的高能量消耗使得人們將大本營移到了冰島,因為那里的寒冷氣候能夠提高冷卻的速率。


海洋能量

海洋是個巨大的能量存儲庫。理論上,波動能每年可以產生11.4萬億千瓦/小時的能量(相當于400個小型核能發電站產生的能量)。同時,技術創新打開了挖掘潮汐能源的新局面。比如,一個在澳大利亞的商業項目能生產電力和零排放的淡水。




海洋暖氣流能源

海洋暖氣流能源轉化技術能通過淺層熱帶海洋水和深海水的溫度差,生成電能——這項技術已于去年在夏威夷成型了。LockheedMartin現在正在設計一款能產生100倍電量的發電站,它能從深度超過1千米的海洋深處引導出冷水,這個過程需要巨大且靈活的水管、新型可替代材料和生產技術的輔助。


深海采礦

海底的部分地區富含稀少的金屬,比如金、鉑和鈷。到目前為止,這些海洋礦產資源都沒有得到足夠的開發。最近,科學家研發了一個重達300噸的防水挖掘機器,它可以達到海底最深處,挖掘稀缺的金屬資源。據報道,在海底,大約一百萬平方千米的區域都藏有礦產,海洋的掘金大進程將最早于2018年開啟,屆時,太平洋,大西洋和印度洋地區的金屬資源將被充分挖掘。但值得注意的是,如何在不破壞脆弱的海底生態環境和那些生活在深海的古老海洋生物的前提下挖掘海底的礦產資源,是一項極具挑戰性的任務。


海洋大數據

大多數航海船只都會要求帶有安全感應器,這樣就可以通過公共的頻道向衛星和其他船只傳輸自己的位置信息。很多新興的公司發展了成熟的算法來完成這個巨大的海洋大數據,向可用形式的轉化,來識別非法捕魚,提高公眾的海洋安全意識,幫助建立智慧的分區計劃,這樣就可以更好地平衡漁民、海洋交通和海洋保護之間的需求。另外,新的小型衛星產生的圖像可以用于實時檢測棲息地的變化。


海洋藥物

目前,海洋藥學正在迅速發展,海洋肩負起抗癌藥物和抗生素治療研發的使命。早前,歐盟成立了一個叫PharmaSea的公司,旨在用深海樣本設備、基因組掃描、化學信息和數據挖掘收集并審查海洋中的生物樣本。


海岸感應器

成本低廉的連接感應器的廣泛使用讓我們能用前所未有的方式監測海岸線的情況。因為氣候的變化,海洋漸漸變得越來越暖、越來越酸。而安置在沖浪板上的感應器可以監測溫度、含鹽度和pH值等數據。在澳大利亞,政府為了保護來海邊游玩的人們,利用聲納圖像感應器檢測靠近海岸的鯊魚,并通過移動設備推送實時警報。


仿生機器人

海洋機器人的研發正在不斷發展創新。金槍魚機器人可以巡視海洋;像蛇一樣的海洋潛水機器人監控著石油鉆塔的周圍的管道安全;1400磅重的機器螃蟹收集著海底數據;水母機器人也在進行環境方面的監測。這些經歷了悠長歲月的考驗的物種正被人類運用于各種海洋問題解決,高效實用。

 

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