一場關(guān)于深海命運(yùn)的戰(zhàn)爭正在醞釀之中。大片的海底富含金屬鎳、銅、鈷、鋅，這些金屬是制造電???動車電池、太陽能電池板和智能手機(jī)的關(guān)鍵。礦業(yè)公司已經(jīng)提議對黑暗的廣闊區(qū)域進(jìn)行刮除和吸塵，為金屬密集型技術(shù)提供供應(yīng)。海洋科學(xué)家和環(huán)保主義者反對這樣的計(jì)劃，他們警告說，脆弱的生態(tài)系統(tǒng)將遭受巨大的、潛在的永久性破壞。

Pietro Filardo是正在努力尋找共同點(diǎn)的技術(shù)開發(fā)人員之一。

?

?Image: Pliant Energy Systems

???

??該公司，Pliant Energy Systems，制造了一個(gè)看起來像黑色機(jī)械黃貂魚的東西。它柔軟的波紋鰭片采用雙曲線幾何形狀，以行進(jìn)的波浪形運(yùn)動，從而將滑板大小的設(shè)備推入水中。在紐約布魯克林一個(gè)通風(fēng)良好的海濱實(shí)驗(yàn)室里，F(xiàn)ilardo的團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)工具和算法，將機(jī)器人改造成一個(gè)裝備有抓取裝置的自動裝置。他們的目標(biāo)是在不破壞珍貴棲息地的情況下，從海底開采出馬鈴薯大小的多金屬結(jié)核礦床。

“一方面，我們需要這些金屬來通電和脫碳。。另一方面，人們擔(dān)心我們破壞深海生態(tài)系統(tǒng)?！?Filardo將深海采礦描述為Pliant機(jī)器人的“殺手級應(yīng)用”。這對于這家初創(chuàng)公司來說，可能是一個(gè)有利可圖的用途。

深海將被開采多深，在哪里開采，最終取決于由168個(gè)成員國組成的International Seabed Authority（ISA）。預(yù)計(jì)10月，該政府間機(jī)構(gòu)將通過一套被稱為Mining Code的全面技術(shù)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，為私營公司進(jìn)入大片海底鋪平道路。

ISA已經(jīng)向大西洋、太平洋和印度洋海域的承包商頒發(fā)了30個(gè)勘探許可證。一半以上的許可證用于勘探多金屬結(jié)核，主要是在夏威夷南部和墨西哥西部的Clarion-Clipperton區(qū)。

自1970年代以來，研究人員已經(jīng)在主要的國家水域測試了結(jié)核礦開采技術(shù)。現(xiàn)有的方法包括用液壓吸泥機(jī)清掃海底，以泵送沉積物，過濾礦物，并將產(chǎn)生的泥漿傾倒在海洋或尾礦池中。在印度，國家海洋技術(shù)研究所正在建造一種“履帶式”運(yùn)載工具，它有一個(gè)大鏟子，用來收集、粉碎和泵送結(jié)核礦到母船上。

支持采礦的人說，這種技術(shù)比危險(xiǎn)的、剝削性的陸上采礦方法更有益于人類和環(huán)境。然而，海洋專家警告說，攪動沉淀物和轉(zhuǎn)移生活在結(jié)核礦上的生物，可能會破壞耗費(fèi)數(shù)百萬年才發(fā)展起來的深海棲息地。

“我經(jīng)常談?wù)摰囊患率牵绻覀兣獕牧怂?，我們?nèi)绾涡迯?fù)它？我們怎么知道我們弄壞了？’”深海生物學(xué)家、杜克大學(xué)尼古拉斯環(huán)境學(xué)院教授Cindy Lee Van Dover說。她說，還需要更多的研究來了解海洋生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響，海洋生態(tài)系統(tǒng)培育了漁業(yè)，吸收了二氧化碳，并產(chǎn)生了地球上大部分的氧氣。

還需要做大量的工作，將機(jī)器人改造成可以在海面下6000米處作業(yè)的金屬收集器。

Pliant的第一個(gè)原型稱為Velox，可以在游泳池和淺?！皼_浪區(qū)”的深處航行，波浪將其沖入沙灘。在Velox內(nèi)部，板載CPU將功率分配給執(zhí)行器，這些執(zhí)行器驅(qū)動柔性散熱片中的起伏運(yùn)動。與螺旋槳推進(jìn)器不同，螺旋槳推進(jìn)器使用快速旋轉(zhuǎn)的葉片以高速移動少量水流，而Pliant的波浪狀鰭片則以低速移動大量水。Filardo說，通過利用水的大面積，機(jī)器人可以使用相對較少的電池輸入來進(jìn)行快速的操作，從而使設(shè)備可以運(yùn)行更長的時(shí)間。Filardo補(bǔ)充說，這種設(shè)計(jì)還可以減少海底的沉積物，這在敏感的深海環(huán)境中具有潛在的優(yōu)勢。

布魯克林公司正在與麻省理工學(xué)院合作開發(fā)一種更大的下一代機(jī)器人C-Ray。這種高度機(jī)動性的裝置會像水獺一樣扭動和翻滾。通過使用金屬探測器以及照相機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)算法的混合，C-Ray可能會被用于監(jiān)視沖浪區(qū)，以防對贊助這項(xiàng)研究計(jì)劃的美國海軍造成潛在危害。

Illustration: Pliant Energy SystemsA conceptual illustration of C-Ray robots collecting deep sea polymetallic nodules.

合作伙伴的最終目標(biāo)是部署通過“蜂巢式思維”進(jìn)行通信的“大量”自主C-Ray，這些應(yīng)用程序也將用于開采多金屬結(jié)核。Pliant計(jì)劃發(fā)射數(shù)百個(gè)配備抓爪的機(jī)器人，這些機(jī)器人會在海底漫游，這些籠子會漂浮在充滿氣體的提包上。

意大利的一個(gè)獨(dú)立項(xiàng)目也欲打造用于拔除富含金屬的球體的新工具。

SILVER2是一種六足機(jī)器人，通過反復(fù)頻繁地推動其腳部，無需借助攝像頭或激光，即可在黑暗而渾濁的海底周圍摸索。

Photo: BioRobotics Institute/Sant'Anna School of Advanced Studies

Marcello Calisti和他的同事們在7月的大部分時(shí)間里都在意大利的一個(gè)海邊實(shí)驗(yàn)室里，在淺水中測試了20公斤重的原型。SILVER2配有柔軟的彈性抓手，可以輕輕包裹物體，就像將它們托在手掌中一樣。研究人員使用類似螃蟹的機(jī)器人在海床上收集塑料垃圾，并將碎屑存放在中央收集箱中。

盡管SILVER2并非用于深海采礦，但Calisti表示，如果他的團(tuán)隊(duì)能夠擴(kuò)展該技術(shù)，他可以預(yù)見該領(lǐng)域的潛在市場。

對于像Pliant這樣的開發(fā)商來說，他們籌集資金和實(shí)現(xiàn)采礦機(jī)器人的能力將在很大程度上取決于國際海底管理局的下次會議。反對海洋采礦的人士正努力暫停對《采礦法》的討論，以使科學(xué)家有更多時(shí)間評估風(fēng)險(xiǎn)。

原文標(biāo)題：水下機(jī)器人已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)自主深海采礦了嗎？

文章出處：【微信公眾號：IEEE電氣電子工程師學(xué)會】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。