北京荨麻疹诚信医院 http://pf.39.net/bdfyy/bdfhl/210719/9203085.html
“海纳百川,有容乃大。”
海洋,地球上最广阔水体的总称。
海洋的中心部分称作洋,
边缘部分称作海。
从边缘到中心,
人类探索的脚步从未停止。
多年前,
明朝航海家郑和历经28年,
7次出海,
远航30多个亚非国家,
完成了史无前例的航海活动。
从历史到现在,
中国人探索海洋的脚步从未停止。
国家深海基地“走向深海”展厅翻拍的深海探测示意图
世界海洋日
/06/08
年起,
联合国将6月8日定为“世界海洋日”,
到今天已经是第十四个世界海洋日,
在漫长历史长河中,
人类在蓝色海疆留下无尽辉煌...
小编小编,在这十四年中,海洋领域的科技发展是怎样的呢?
稍安勿躁,接下来就给小伙伴们科普一些关于这方面的知识~
海
洋
黑
科
技
海底超级吸尘器
SubseaSuperVacuumCleaner
海底也要用吸尘器?吸什么,吸沙么?当然不是啦,海底超级吸尘器(Supersucker)其实是用来清理过度覆盖在珊瑚礁上的海藻的!
由于海水的富营养化、物种入侵等原因,海藻在一些海域大爆发。大量的海藻会影响珊瑚生长,甚至破坏珊瑚礁生态系统的平衡。当海藻大爆发的时候,就需要人工干预来减缓海藻爆发对珊瑚礁的影响。
早在年大自然保护协会TNC就和合作伙伴开发出海底超级吸尘器,用于清理夏威夷瓦胡岛卡尔内赫(Kāne?oheBayonOahuoftheHawaiianIslands)过量的海藻。现在,新开发出的超级吸尘器二代有着更好的性能,两台机器一年就能吸走近9吨的海藻。收集的海藻也没被浪费哦,它们可以送给当地农民作肥料!
为了避免海藻在已清除区域再度泛滥,科学家在清除后,会放置适量的海胆控制剩余海藻数量。巧妙地将人工、机器与生物控制相结合,这个案例堪称成功挽救区域内珊瑚礁生态系统的典范哦!
智能渔网
Smartfishingnet
据UN估计,每年全球有数十亿公斤的海洋生物不慎误入渔网,下场悲惨。为了拯救这些可怜海洋生物,英国科学家发明了智能渔网SafetyNet!这个渔网上镶嵌着闪烁的LED灯,若不幸被渔网捆住,这些灯能引导未成年鱼逃脱。
更棒的是,现有的渔网也能通过安装LED灯环来进行改造!小小的科技改进就能拯救数万条生命哦!
海洋垃圾清理者
SubseaSuperVacuumCleaner
每年因海洋垃圾致死的海洋生物不计其数。据估计,太平洋的垃圾堆(GreatPacificGarbagePatch)的面积可能是美国本土面积的两倍!想要解决海洋垃圾问题,光靠人工去捡垃圾,估计真是得捡到地老天荒了。还好,现在有了TheOceanCleaup的帮忙,高效捡垃圾不是梦!
TheOceanCleanup是海面漂浮的屏障,它巧妙地利用海流来汇集垃圾,无需利用额外的能源。这种方法可以用于不同规模的垃圾清除。如果这一技术得到广泛应用,就能从海洋中清理掉大量的垃圾,数十万的水生动物也能因此被拯救。
小坑小坑,海洋领域机器人发展如何呢?
稍安勿躁,这就给你们一一道来~
机
器
人
时
代
1
浙大软体机器人
ZhejiangUniversitySoftRobot
受深海生物特性的启发,来自浙江大学、之江实验室的科研团队及其合作者开发了一种能用于深海探测的无线自供能软体机器人,他们通过在马里亚纳海沟最深米处和南海最深米处进行实际测试,验证了这种机器人具有极好的耐压和游泳性能。
在米深的马里亚纳海沟中,软体机器人的双鳍拍打动作
相关研究论文以“Self-poweredsoftrobotintheMarianaTrench”(马里亚纳海沟里的自供能软体机器人)为题,于3月4日发表在《自然》(Nature)杂志上。
论文里介绍的这种深海机器人,是一种典型的仿生装备与系统。目前,生活在中等海洋深度(约米)的软体生物,如章鱼和水母等已被广泛研究,它们的适应能力启发了很多水下软体机器人的设计,为深海探险提供了很多有前途的方法。
这类软体机器人的性能很大程度上取决于软启动器,包括介电弹性体(dielectricelastomers,DEs)、水凝胶和射流装置等,近年来的许多研究表明,具有扑翼、波动、喷射等推进方式的柔性机器人具有良好的游泳性能。
尽管如此,这类机器人的动力和控制电子系统仍然需要笨重而坚硬的容器来抵御深海极端压力,一种没有刚性容器、能在极端深海游泳的、有压力弹性的软机器人还没有被开发出来。
浙江大学李铁风、李国瑞及其合作者设计开发的这款软体机器人,灵感则是来自钝口拟狮子鱼(Pseudoliparisswirei)。早在年,科学家就在马里亚纳海沟中约米处深度捕获到了这种鱼类,据了解,钝口拟狮子鱼还创下了一项人类拍到活体鱼类的最深纪录——米。
钝口拟狮子鱼
马里亚纳海沟深处的压力有多大?Nature文章中有一个形象的描述,类似于把一整座埃菲尔铁塔的重量全都压在人类大脚趾上。在那种寒冷、黑暗和极压的环境下,高压能压碎人的骨头,压扁钢铁潜水设备,而这些鱼却表现出了奇好的生存性和移动性。
所谓“适者生存”,这种鱼在身体特征上包括一个分布的头骨和能拍打的胸鳍,由软骨和细胞膜组成的骨架等,这指导了李铁风、李国瑞团队及其合作者进行一种创新的深海软体机器人设计。
机器人设计与深海试验
据论文描述,研究人员已对这种软体机器人进行了多方位测试报告。它被安装在深海着陆器上,在马里亚纳海沟米深度的现场测试中成功启动,这个软机器人内部自带容量为mAh的锂离子电池和高压放大器用来自动供电,团队使用受保护的摄像机和深海着陆器上的LED灯记录了试验过程,在这次测试中,机器人没有从着陆器中释放出来,在没有压力容器的情况下,扑鳍驱动保持了45分钟。
在中国南海的现场试验中,软体机器人由遥控潜水器(ROV)携带到米的深度。在8kV交流电压和1Hz的驱动下,该机器人以5.19cm每秒(即每秒0.45体长)的速度拍打双鳍运动,成功实现自由游动。
软体机器人在米深海游动
2
软体机器人抓手
SoftRobotGripper
据外媒报道,如果研究人员试图通过相机引导的遥控设备捕捉容易受伤的深海生物,他们肯定不会使用专为石油和采矿业设计的工具。正是考虑到这一点,哈佛大学领导的团队最近开发了一种具有柔软触感的水下机器人抓手。
该装置基于以前的研究,设计用于与远程操作水下航行器配合使用,该航行器由船上的操作员实时控制。抓手已经以各种形式进行了试验,其配备两到五个柔软的聚氨酯“手指”。这些“手指”在面对目标物体时可以使用低压液压系统打开和关闭-例如小而脆弱的动物-将海水泵入和排出。所有的“手指”都固定在一个中央木球上,而木球则由远程操作水下航行器现有的钢制钳子固定。
由于“手指”是3D打印的,因此可以根据需要在远程定位的研究船上制造专为特殊任务设计的新“手指”。该技术最近在南太平洋菲尼克斯群岛的一次探险中进行了测试。在那里,不同版本的远程操作水下航行器安装式抓手用于无害地拾取和检查生物,包括海参、珊瑚和海绵动物,深度达米。
根据操作员的反馈,科学家们3D打印并在“手指”上添加了额外的功能-这些包括楔形柔软的“指甲”,使“手指”更容易在物体下方滑动,同时还有沿着侧面边缘的延伸部分。“手指”形成了阻止动物在它们之间滑动的障碍。
“当与容易受伤的水下生物相互作用时,最适合的采样设备也最好是柔软的,”该研究论文的共同作者RobWood博士表示。“直到最近,软体机器人技术领域才进一步发展,使我们能够真正建造能可靠无害地抓住这些动物的机器人。”
3
仿生机器人
Bionicrobot
海洋机器人的研发正在不断地从世界上最先进的工程公司MotherNature借鉴新意。金枪鱼机器人可以巡视海洋;像蛇一样的海洋潜水机器人监控着石油钻塔的周围的管道安全;磅重的机器螃蟹收集着海底数据;水母机器人也在进行环境方面的监测。这些经历了悠长岁月的考验的物种正被人类运用于各种海洋问题解决,高效实用。
4
SCUBA潜水机器人
SCUBAdivingrobot
SCUBA潜水器能在极深的水域活动十五分钟,完成一些艰难的任务,它们的身体能扛住高于其自身十倍的压力。一支来自斯坦福大学的机器人研究团队设计了一个水下人形机器人OceanOne,它身手敏捷到可以用力量感应器为操控者模拟触摸的感觉,从而帮助它们抓住海底的考古文物。笔者认为,高能的人形机器人很快就会取代人类潜水员的存在,在海里从事一些高危的海洋研究和工程任务了。
结束语
毫无疑问的是,从人类诞生的那天开始,我们就和海洋休戚与共。陆地上的科技革新让我们能够降低污染环境的重工业的消极影响、实现经济的可持续性发展、监控陆地生态系统的变化。
如今,我们需要在海底发展同样的技术,但值得注意的是,我们在依靠创新性、独创性和颠覆性技术索取海洋资源的同时,还要避免破坏其自身的生态平衡。
部分摘自: