《用智能机器探索海洋最深层秘密》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2019-07-09
  • 2016年,壳牌石油公司通过赞助的全球壳牌海洋发现奖宣布,将向那些可以明显提高人们对海洋认识的技术提供700万美元的资助。30多个国际团队参与申请,2017年初进入半决赛,2017年11进行到半决赛最后一轮,最终只有5个团队达到标准参加了希腊的总决赛。最近获奖者名单揭晓。

    获奖团队GEBCO-NF小组展示了远程和自主探测世界海洋的最佳技术能力,他们由来自14个不同国家的科学家组成,均是毕业于新罕布什尔大学海洋测深专业的研究生。与其他团队一样,在希腊与自主水下机器人(AUVs)和无人或自主水面船只(分别为USVs或ASVs)的组合进行了比赛。联合利用AUV和USV,GEBCO-NF小组在不到24小时的时间里成功地绘制出了278.9平方公里的海床图(超过了评委们为同一时间段设定的250平方公里的标准),制作了10张分辨率在5米或更高的海床图,并在短短两天内将数据处理转化为适合使用的图像。

    GEBCO-NF团队负责人之一Yulia Zarayskaya表示,他们研发了一艘船,可以将AUV带到测绘现场,同时也可以作为通信平台。这是一艘长11.75米的铝壳船,装有混合柴油发动机、发电机和太阳能电池板,拥有音响、广播、卫星链接和无线网以及闭路电视摄像头、热感摄像头等功能,可以让陆地上的团队360度全方位观察船只,为附近其他船只提供位置自动识别。

    (刘思青 编译)

    图片源自网络

  • 原文来源:ttps://oceanleadership.org/member-highlight-meet-the-machines-that-could-unlock-the-oceans-deepest-secrets/
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    • 编译者:zhoubz
    • 发布时间:2017-01-18
    • 马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所海洋地球物理学家林间(Jian Lin)坦承:马里亚纳海沟“有点不可思议”。该海沟位于西太平洋海底,呈镰刀状,长2550公里,深度近11千米,是海洋中最深的地方。令人称奇的是马里亚纳海沟的独特地形。海沟位于一个俯冲带,许多地方的俯冲板块的倾斜是缓慢下降的,但在马里亚纳海沟处,太平洋板块俯冲几近呈垂直状态。 科学家们一直想搞清楚为什么会出现这种急剧下降,为什么在马里亚纳海沟没有记录到像其它俯冲带产生长距离海啸的大地震。当前,一个中美合作团队已经在马里亚纳海沟边坡安装了地震仪阵列。项目共同负责人林间表示,这项用时5年、耗资1200万美元的马里亚纳海沟计划主要目的是,通过监听地震波,将海沟内部和周围的扭曲岩层精细地描绘出来,以寻找它们形成的线索。达拉斯德克萨斯大学的地质学家Robert Stern表示, “这是令人兴奋的,该研究将提供洞察地球最深处独特特征的有价值信息。” 该计划着眼于海沟的最深处,一个被称之为“挑战者深渊”的槽形山谷。在波涛汹涌的海面,科学家们搭乘中国科考船实验3号于上个月在深达8137米的海沟深处安置了33个宽带地震仪。这比其它任何地震仪都要大,承压可达1000个大气压,可以感知来自地震和母船上用于探测支撑海沟岩石的空气炮实验装置的震动。 研究人员计划对比2012年从相对较浅的中央马里亚纳海沟获得的数据,那里的倾角变化相对平缓。该科考的首席科学家、中国科学院南海海洋研究所的海洋地球物理学家孙金龙表示,他们将测试研究关于为什么“挑战者深渊”如此奇特的各种假设。在模拟研究中,该团队发现只有引入向下拉拽太平洋板块的巨大而神秘的力,才能重现“挑战者深渊”的地形和裂隙模式。 在火奴鲁鲁的夏威夷大学地质学家Patricia Fryer表示,对于马里亚纳海沟地形形成原因的另一个可能的解释是太平洋板块的撕裂,这能使板更灵活,并能呈现更陡峭的倾斜。通过遥远的地震监测站监测海沟内的地震活动,显示有板块撕裂发生的迹象。Patricia Fryer还说,新布设的深海地震仪在描绘海沟轻微震颤区域分布方面具有前所未有的能力,并能帮助提供明确的答案。 领导了2012年度探险的美国华盛顿大学的Douglas Wiens,也希望能够找到除了归因于“运气”之外的其它能够解释马里亚纳海沟没有大地震的原因。地震数据将揭示这些板块究竟是“紧密耦合”(Tightly Coupled),聚集压力引发更大的地震?还是相互间的轻易滑动? 一个俯冲带弱耦合的迹象是蛇纹岩(Serpentinite)的存在—一种由下沉板块携带的海水与地幔岩石发生反应而形成的矿物。Douglas Wiens说,2012年探险发现的蛇纹岩位于中央马里亚纳海沟深达21千米的下方。蛇纹岩易滑而不粘,这可能意味着有助于维持海沟的平静。然而,其他科学家还是存有疑虑。林间说,“海沟完全可能发生更大的地震,只是我们的记录太短,还没有探测到。” 附图:中美合作团队在马里亚纳海沟开展地球动力学研究((Graphic) A. Cuadra/Science; (Data) South China Sea Institute of Oceanology)
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    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:mall
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    • 每年二、三月份,查尔斯河会被一层厚厚的冰层覆盖。鉴于水下的通信能力较弱,冰河环境对水下机器人来说一直是个巨大挑战。针对这个问题,麻省理工学院开设了一门课程,由副教授Henrik Schmidt和专家Michael Benjamin对学生们进行指导。Schmidt说:“人工智能(AI)由于其通信交流能力强,对水下海洋机器人技术来说至关重要,这也正是我们在课程上所关注的重点。” 课程核心是自主式海洋机器人对查尔斯水下环境的适应性。学生使用MOOS-IvP进行编程,并在学期末时为在查尔斯河上进行的几项任务编写代码。这些任务包括在水中找到危险物体、接收沿河的模拟温度和声学数据、与其他机器人设备通信交流等。去年春天参加该课程的Alicia Cabrera-Mino说:“我们学到了很多水下机器人的应用以及海洋环境发展面临的一些挑战。” 用AI实现海洋机器人的功能增强已应用在诸多领域,如收集海洋温度变化的数据、预测应对全球变暖战略、穿越尚未被探索的95%的广阔海洋、绘制海床地形地貌等等,帮助人类加深对海洋学的研究认识。 据前美国海军导航员Gregory Nannig的说法,带有AI系统的海洋机器人能有效避免航行事故:“我认为,同雷达或GPS类似,AI可以帮助我们做出更好的决策,监测人类无法预知的东西。 为使AI在水中有效运行,学生们需要在Schmidt和Benjamin的指导下,自主整合软件编程技能与海洋工程两方面的专业知识。Schmidt和Benjamin希望创造出能进入人类无法到达环境的水下机器人。Benjamin补充到:“如果我们可以做出这类机器人,就能对其海洋应用性有更深入的理解和探索。” (刘雪雁 编译)