一場工業(yè)革命正在海底發(fā)生。機器人、人工智能、低成本感應(yīng)器、衛(wèi)星系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)和基因工程的快速進步打開了海洋資源利用和研究的新紀元。其中一些顛覆性海洋技術(shù)的推廣意味著更干凈、更安全的海洋環(huán)境。以下十二種新興海洋技術(shù)正在改變我們從海洋中獲取食物、能量、礦產(chǎn)和數(shù)據(jù)的方式。

    一、無人自主船舶

    無人駕駛航行的船只將很快成為現(xiàn)實。海洋航運是個價值3800億美金的產(chǎn)業(yè)，但如同道路交通一樣，海洋交通也會產(chǎn)生污染、導致物種入侵、甚至使某些海洋生物滅絕。羅羅公司預(yù)見，未來，無人自主航運未來會讓該產(chǎn)業(yè)更加高效、清潔和低成本。無人自主航運可以提高工作效率并通過消除人員需求來降低排放，但是還需要將現(xiàn)有的傳感器技術(shù)與改進的算法進行集成。

    二、潛水機器人

    潛水機器人能在極大深度水域（這一環(huán)境中人類潛水員只有15分鐘的時間窗口）完成復(fù)雜任務(wù)，其身體能承受十倍的壓力。斯坦福大學機器人研究團隊設(shè)計了一個水下人形機器人Ocean One，通過力傳感器為操控員模擬觸摸的感覺，從而幫助人們安全地抓住海底文物。高能人形機器人將很快能夠在大深度和高危險性海洋研究和工程任務(wù)中取代人類潛水員。

    三、水面增強現(xiàn)實眼鏡

    當前增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實技術(shù)正在普及且處于大發(fā)展前夜，在海洋中也不例外。美國海軍工程師為其潛水員設(shè)計了一種增強視覺顯示器——可以將其理解為一款防水和超長續(xù)航的谷歌眼鏡。這項新技術(shù)能將聲納數(shù)據(jù)與水面團隊情報結(jié)合起來，幫助商業(yè)潛水員和搜救隊在可見度接近零的情況下完成復(fù)雜任務(wù)。

    四、藍色革命

    2014年，人類首次實現(xiàn)食用人工養(yǎng)殖魚類的數(shù)量超過野生魚類。新的水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)促進了水下農(nóng)業(yè)的爆發(fā)性增長。水下“aquapod”養(yǎng)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(shù)創(chuàng)新侃水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可以離岸發(fā)展，這消除了困擾海邊漁場的污染和疾病問題。

    五、水下云計算

    超過95%的因特網(wǎng)流量都是通過海底纜線傳輸?shù)摹：芸欤瑪?shù)據(jù)將不光在海底傳輸，還會被儲存在水下。當前數(shù)據(jù)中心高能耗（接近全球能耗的3%）已迫使人們將其遷移到冰島，因為那里的寒冷氣候能夠提高冷卻的效率。所此同時，星球上接近40%的人口居住在接近海岸的城市。為了降低數(shù)據(jù)中心所需的昂貴場地使用和冷卻成本，微軟于2015年在加州外海成功測試了一個水下數(shù)據(jù)中心原型系統(tǒng)。下一代水下云節(jié)點甚至可能會使用其自身的海洋發(fā)電站。

    六、海洋能源新浪潮

    海洋是個巨大的能量倉庫。單海浪波動能每年就可以產(chǎn)生11.4萬太瓦小時的能量（相當于400個小型核電站產(chǎn)生的能量）。同時，技術(shù)創(chuàng)新還打開了挖掘潮汐能的新可能。一個在澳大利亞的商業(yè)項目能同時生產(chǎn)電力和零排放的淡化水，接下來需要做的是實現(xiàn)大型工程化和降低成本。

    七、海洋溫差能

    海洋溫差能轉(zhuǎn)化技術(shù)能通過熱帶淺層海水和深層海水的溫度差生成電能。這項技術(shù)去年在夏威夷進行了大規(guī)模的試用，洛克希德·馬丁目前正在設(shè)計一型能力100倍于其的電站。能從深度超過一公里的海洋深處引導出冷水，該過程需要用到采用新型復(fù)合材料和新技術(shù)生產(chǎn)的大型可變形水管。

    八、深海采礦

    海底一些區(qū)域富含珍稀的貴金屬，如金、鉑和鈷。目前海洋礦產(chǎn)資源尚未得到充分開發(fā)。最近，已經(jīng)研發(fā)出了300噸級的防水采礦機器，可以達到一些很深的海底，開采金屬資源。據(jù)報道，在太平洋、大西洋、印度洋，大約一百萬平方公里的區(qū)域被確認有礦產(chǎn)，一股海洋淘金大潮將最早于2018年開啟。如何在不傷害海底脆弱生態(tài)環(huán)境和深海古老海洋生物的前提下挖掘海底的礦產(chǎn)資源，仍是一項極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

    九、海洋大數(shù)據(jù)

    多數(shù)大型海船都會被要求攜帶安全傳感器，通過衛(wèi)星公共頻道向其他船只傳輸自己的位置信息。一些新興公司開發(fā)了復(fù)雜算法，將這些海洋大數(shù)據(jù)處理成為可用的模型，以發(fā)現(xiàn)非法捕魚、促進航海安全，并幫助建立智能分區(qū)計劃以更好地平衡漁民、海上交通和海洋保護之間的需求。此外，皮納衛(wèi)星星座產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)還可被分析用于實時監(jiān)測棲息地變化。

    十、海洋藥物

    海洋可促進創(chuàng)新抗癌和抗生素等藥物的研發(fā)。向海洋尋醫(yī)問藥已成為一種潮流。歐盟資助成立了一家名為海洋制藥的財團，目標是通過深海取樣設(shè)備、基因組掃描、化學信息和數(shù)據(jù)挖掘來收集并篩選生物樣本。

    十一、海岸傳感器

    低成本聯(lián)網(wǎng)傳感器的廣泛使用使我們能以前所未有的方式監(jiān)控海岸線情況。這對于因為氣候變化而正在快速變溫和酸化的海洋來說十分重要。而沖浪板上的嵌入式傳感器可以像司機手中智能手機收集交通數(shù)據(jù)那樣監(jiān)測溫度、鹽度和pH值等數(shù)據(jù)。在澳大利亞，政府為了保護海邊游人，開發(fā)聲納成像傳感器探測靠近海岸的鯊魚，并通過移動設(shè)備推送實時警報。

    十二、仿生機器人

    海洋機器人的研發(fā)正在向大自然學習經(jīng)驗獲得靈感。金槍魚機器人可以執(zhí)行海上監(jiān)視任務(wù)；像類蛇海洋機器人監(jiān)控著近海石油平臺周圍的管道；1400磅重的螃蟹機器人收集著海底數(shù)據(jù)；水母機器人也正在研發(fā)中，以進行環(huán)境監(jiān)測。這些經(jīng)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的解決。

    展望未來人類的命運與海洋休戚與共。陸地上的科技創(chuàng)新使我們能夠降低高污染工業(yè)的影響，促進經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展，監(jiān)控陸地生態(tài)系統(tǒng)的變化。我們同樣需要發(fā)展海洋技術(shù)并運用在海洋。我們在依靠創(chuàng)新性、獨創(chuàng)性和顛覆性技術(shù)獲取海洋資源的同時，還應(yīng)避免破壞其自身的生態(tài)平衡。

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責任編輯：王元

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