尋漁記|海洋科學裝備領域未來發展趨勢

2022年07月02日11:34:26 科學 1713

近年來,世界海洋強國紛紛在深遠海、公海大洋、南北極等新的海洋疆域拓展空間,開展新一輪的“藍色圈地”活動。提升深遠海、極地認知能力和裝備水平,成為維護國家海洋權益、保持國際性海洋資源話語權、贏得海洋發展競爭優勢的重要支撐。據尋漁記所知,在認知海洋、開發利用海洋的基礎上,利用自動化、智能化的海洋科學裝備,構建我國的空/天/海基立體觀測和預警系統,支持“一帶一路”建設,拓展深遠海、南北極等海洋新疆域。

(一)海洋科學裝備的智能化、無人化

隨着海洋開發活動逐漸走向深遠海,人類干預海洋探測/監測設備的活動將越來越困難,深遠海探測/觀測將逐步發展到無人值守自動化、智能化。例如,新型智能潛器可以長期潛伏在設定海域,監測範圍內出現異常情況時,探測傳感器自動激活設備,對目標進行智能跟蹤;新型智能浮標、潛標可根據實際情況自動選擇合適的信息傳輸、供電方式,各子系統根據海況自主選擇適當的工作模式;水下航行器可搭載人工智能(AI)、深度學習技術,自動識別海底障礙物、控制推進器進行自主規避。

(二)海洋科學裝備譜系化、觀測系統立體化

隨着應用水深的增加、觀測參數類型的變化,功能單一的海洋科學裝備無法滿足未來探測和觀測的綜合需求,多參數、多功能、譜系化成為相關裝備的發展方向。在長期探測/觀測作業的過程中,傾向於採用多類型海洋科學設備聯合協同作業的模式,即多種類型的海洋科學設備通過功能分工和互補,構成立體化的觀測系統。例如,美國、日本的海洋觀測系統一般由空基設備(衛星、飛機、無人機)、陸基設備(水文觀測站、數據管理中心)、海基設備(科考船、無人艇、水面浮標)、海床基設備(水下潛標、水下潛器、水下傳感器)組成,通過協同作業實現單一裝備無法完成的複雜任務。

(三)海洋科學裝備的綜合化、全球化

海洋作為一個聯繫緊密的系統,某個區域的變化將會引起其他區域的連鎖反應;但海洋體量過於龐大,僅憑少數國家無法建立覆蓋整個海洋的探測/觀測體系。各國協作建立全球化的海洋探測/觀測體系,將是海洋科學技術與裝備未來的發展趨勢之一。我國在發展海洋科學裝備的過程中,應重視海洋探測/觀測技術創新的全球化趨勢,參與制定國際探測/觀測計劃、國際標準,開展國際合作與交流,高效推進領域的創新發展。

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