我們的海洋孕育著數(shù)十億生命，對(duì)調(diào)節(jié)氧氣、氣候和生物多樣性至關(guān)重要。然而，這片浩瀚的水下世界仍有大部分區(qū)域尚未被探索。而國(guó)家地理 (National Geographic) 的探險(xiǎn)家 Ved Chirayath 正在改變這一現(xiàn)狀。通過(guò)將太空探索技術(shù)巧妙地應(yīng)用于海洋研究，Chirayath 開創(chuàng)了水下測(cè)繪和成像的新方法。他的工作不僅揭示了珍稀而脆弱的海洋生態(tài)系統(tǒng)，還通過(guò)揭開神秘海洋奇觀的面紗，警示人們海洋保護(hù)的緊迫性，以及相關(guān)保護(hù)工作的重要性。

Chirayath 最初專攻天體物理學(xué)和航空工程，他將這些研究工具應(yīng)用于海洋學(xué)，致力于破解水下生命的諸多謎團(tuán)。他肩負(fù)著雙重使命：一是改進(jìn)海洋測(cè)繪和研究，二是開發(fā)未來(lái)有助于尋找地外生命的技術(shù)，因?yàn)榈厍蛏洗蠖鄶?shù)已知生命形式都源于水下。他運(yùn)用天文學(xué)領(lǐng)域的物理創(chuàng)新，攻克了海洋探索中的一大難題——如何穿透水體和海浪進(jìn)行清晰觀測(cè)。他的方法源于幾個(gè)根本性思考：生命是如何起源的？我們的海洋隱藏著哪些秘密？我們?nèi)绾伪Ｗo(hù)這些關(guān)鍵而脆弱的生態(tài)系統(tǒng)，以免為時(shí)已晚？

Chirayath 的工作需要高性能計(jì)算，以實(shí)時(shí)處理大量數(shù)據(jù)。Arm 的高能效 CPU 技術(shù)可為 Chirayath 所用的各類先進(jìn)設(shè)備提供支持，從提升水下成像能力到優(yōu)化人工智能 (AI) 海洋測(cè)繪等。通過(guò)不斷突破探索的界限，Chirayath 不僅拓展了人們對(duì)深海的認(rèn)知，更確保了后輩們能夠以可持續(xù)的方式繼續(xù)探索。

“流體透鏡”革新水下成像領(lǐng)域

Chirayath 取得的一項(xiàng)突破性創(chuàng)新是流體透鏡技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)能有效校正海浪畸變，生成尤為清晰的 3D 水下環(huán)境圖像。這項(xiàng)技術(shù)的靈感來(lái)源于天體物理學(xué)中的“引力透鏡”現(xiàn)象，即大質(zhì)量天體能夠使光線彎曲并放大，這種方法利用海浪的自然光學(xué)畸變，增強(qiáng)了水下遙感能力。

Chirayath 的突破源于多年研究水面畸變與放大物體特性的經(jīng)驗(yàn)。他觀察到，海浪天然形成曲面透鏡，并意識(shí)到空氣-水界面的這些畸變可以為人們所用。流體透鏡技術(shù)最初于 Chirayath 在斯坦福大學(xué)博士研究期間萌芽，經(jīng)過(guò)后續(xù)的項(xiàng)目完善，如今這項(xiàng)技術(shù)徹底改變了我們高分辨率測(cè)繪珊瑚礁和海洋生物多樣性的能力，將天文學(xué)概念應(yīng)用于未被勘測(cè)的海洋深處。

在此成功基礎(chǔ)上，Chirayath 正在開發(fā)一種他稱之為“海洋版詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡”的系統(tǒng)，能夠以前所未有的深度探測(cè)海洋，并進(jìn)行成像。通過(guò)探索從微弱粒子發(fā)射到光聲效應(yīng)的各類物理方法，他正致力于研發(fā)下一代海洋成像設(shè)備，這種設(shè)備未來(lái)或許能像望遠(yuǎn)鏡穿透宇宙深處一樣實(shí)現(xiàn)對(duì)深海的高效探測(cè)。

他的研究方法具有高度跨學(xué)科性，融合了航空工程、計(jì)算建模和先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)。配備高精度相機(jī)和傳感器的自主無(wú)人機(jī)、飛機(jī)和衛(wèi)星對(duì)他的研究至關(guān)重要，這些設(shè)備確保流體透鏡等成像技術(shù)能夠大規(guī)模部署，以調(diào)查覆蓋地球表面 70% 以上、占生物圈總體積超過(guò) 95% 的廣闊海洋環(huán)境。

Arm 處理器讓高能效海洋測(cè)繪技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)

Chirayath 的研究面臨的一大挑戰(zhàn)是能效，在偏遠(yuǎn)海洋環(huán)境、無(wú)人機(jī)或衛(wèi)星上運(yùn)行技術(shù)時(shí)，能效至關(guān)重要。他早期設(shè)計(jì)的流體透鏡計(jì)算需要使用超級(jí)計(jì)算機(jī)。如今，高性能臺(tái)式機(jī)即可完成這些計(jì)算，未來(lái)甚至可能在移動(dòng)設(shè)備上運(yùn)行。這一轉(zhuǎn)變得益于 Arm 處理器技術(shù)的進(jìn)步，Arm 處理器技術(shù)專注于高能效計(jì)算，并與 CPU、GPU 和 FPGA 芯片的提升保持一致。

借助基于 Arm 架構(gòu)的處理器，Chirayath 的團(tuán)隊(duì)得以縮小并優(yōu)化成像工具，使其適用于太空和海洋應(yīng)用場(chǎng)景。例如，CubeSats（僅鞋盒尺寸大小且純依賴太陽(yáng)能運(yùn)行的小衛(wèi)星）需要超低功耗芯片以在軌道上高效運(yùn)行。同樣，用于海洋調(diào)查的無(wú)人機(jī)必須在嚴(yán)格的功耗限制下實(shí)時(shí)處理大量成像數(shù)據(jù)。Arm 處理器使這些系統(tǒng)能夠以極低能耗運(yùn)行復(fù)雜算法，因此成為長(zhǎng)途海洋勘探任務(wù)的必備技術(shù)。

推動(dòng)海洋保護(hù)和未來(lái)探索

Chirayath 的創(chuàng)新已經(jīng)對(duì)海洋保護(hù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。他的流體透鏡技術(shù)在繪制詳細(xì)的全球珊瑚礁地圖方面發(fā)揮了重要作用，并為海洋保護(hù)工作提供了關(guān)鍵支持。公開這些數(shù)據(jù)后，研究人員和法規(guī)制定者可以更好地理解海洋生態(tài)系統(tǒng)，追蹤環(huán)境變化，并實(shí)施保護(hù)措施。

展望未來(lái)，他的研究致力于推動(dòng)高分辨率海洋成像技術(shù)在科研人員和環(huán)境保護(hù)工作者群體中的普及應(yīng)用。他設(shè)想有一天，這些技術(shù)將如同研究陸地環(huán)境的衛(wèi)星圖像一樣普遍，讓每個(gè)人都能以前所未有的清晰度探索和監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境。

突破水下探索的技術(shù)邊界

Chirayath 的研究處于科學(xué)、技術(shù)和環(huán)境保護(hù)的交匯點(diǎn)。通過(guò)拓展海洋探索的邊界，他不僅揭示了地球深藏的奧秘，更為尋找地外生命奠定了基礎(chǔ)。他特別強(qiáng)調(diào)了推進(jìn)成像技術(shù)的迫切性，因?yàn)檫@不僅關(guān)乎地球海洋的探索，更涉及木衛(wèi)二和土衛(wèi)六等衛(wèi)星海洋的研究。他指出，目前的技術(shù)鴻溝限制了我們?nèi)嫜芯窟@些環(huán)境的能力，并警告說(shuō)，如果我們不開發(fā)出合適的工具，很可能會(huì)錯(cuò)失那些重大發(fā)現(xiàn)。

Chirayath 的工作生動(dòng)展現(xiàn)了跨學(xué)科創(chuàng)新的巨大力量，也凸顯了保護(hù)海洋環(huán)境的緊迫性。他巧妙運(yùn)用前沿的測(cè)繪、攝影和無(wú)人機(jī)技術(shù)（均基于Arm 的高能效 CPU 技術(shù)），以空前的精細(xì)度探索并記錄著海洋生態(tài)系統(tǒng)。通過(guò)將太空探索技術(shù)與先進(jìn)計(jì)算相融合，他不僅揭示了深海生命的奧秘，更推動(dòng)了至關(guān)重要的海洋保護(hù)工作。