新一代深海无人自主探测技术让“透明海洋”立体观测网构建计划初见成效！我国已构建世界上最大规模的区域海洋潜标观测网…… - 海洋观测卫星技术

我国自主研制的6000米级深海无人遥控潜水器（ROV）“海琴”号即将被回收至甲板。新华社发

% s/ }/ q; @9 o. y2 D: A

海洋覆盖地球表面的71%，人类却依然对海洋了解甚少。据《科学进展》杂志刊发的研究报告，深海海底仍有约99.999%的面积尚未探测。这片深蓝世界如同一个巨大的“水下宝库”，隐藏着无数未解之谜。

; X1 E. i: p Z1 b$ P" ^) b" T7 K

“能否像给海洋做CT扫描一样，清晰看透深海奥秘？”这曾是几代海洋科学家的梦想。如今，深海无人自主探测技术的突飞猛进，让这一梦想逐渐照进现实。

前不久，在国防科技大学牵头举办的第三届国防科技高地论坛上，多位院士专家围绕“深海无人自主探测”等主题进行了交流研讨，“透明海洋”这个概念由此走进大众视野。就像医疗CT扫描能够清晰呈现人体内部结构一样，新一代深海无人自主探测技术拧动了让海洋变得“透明”的智能钥匙，加速了人类揭开深海奥秘的进程。

深海探测的“智能鱼群”

* x1 r' g! p+ ?

想象一下，在数千米深的漆黑海底，智能探测器如同训练有素的鱼群，正在自主执行探测任务。有的负责大范围巡航扫描，有的专注于局部精细观测，有的承担中继通信任务……它们形态各异、功能互补，较好地完成了深海探测任务。这不是科幻电影中的场景，而是当今海洋探索的真实写照。

9 `' V& K8 a" n `! Y7 p

深海无人自主探测技术的核心，就是给海洋配备一个“智能感知系统”。这个系统由3大关键部分组成：首先是担任“侦察兵”的无人潜水器家族，其中包括续航能力惊人的水下滑翔机、机动灵活的自主无人潜航器以及可进行精细作业的遥控无人潜水器等，它们能够在深海高压和低温环境中运行；其次是作为“顺风耳”的声学探测设备体系，如多波束测深系统、侧扫声呐、合成孔径声呐、多普勒声学剖面仪等，它们通过发射和接收声波信号来“看清”周围环境；最后是扮演“大脑”的人工智能系统，如具备自主学习能力的现代深海探测器AI搭载系统，负责处理海量环境感知数据并做出智能决策。

7 B; D/ \4 v; ~

这套系统的工作原理颇具巧思：声波在水下传播时，遇到不同物体会产生不同的回声，就像蝙蝠利用声波导航一样；探测器通过分析这些回声信号，构建出海底的三维图像；人工智能系统分析采集到的数据，给出人类所需要的报告。

与传统探测方式相比，这种新型探测技术具有显著优势：打破人工操作的局限，可以24小时不间断工作；克服单一设备的不足，形成多平台协同作战能力；突破数据处理的瓶颈，实现智能实时分析。这就像从“单兵作战”升级为“智能化集团作战”，探测效率和精度都得到了质的飞跃。在海底资源勘查中，传统方法需要数月才能完成的区域调查，现在借助智能探测集群只需数周甚至几日即可完成，且数据质量和图像分辨率大幅提升。

这套智能系统还具备自我优化和演进能力。每次探测任务结束后，系统都能对整个过程进行复盘分析，总结经验教训，优化探测算法。这种持续学习的能力使得探测系统越来越“聪明”，越来越适应复杂的深海环境。

6 l; L ?1 R. x9 I

从“盲人摸象”到“明察秋毫”

深海无人自主探测技术的发展历程，是一部人类不断突破认知边界、挑战环境极限的奋斗史。

% _/ k" }8 I) _4 }

在早期，受限于技术手段，人类对深海的探索可谓“盲人摸象”，只能获取局部、模糊的信息片段，难以窥见海洋全貌。这一局面直到20世纪中叶才迎来转机——随着第一艘无人遥控潜水器问世，人类迈出了走向深海的关键一步。尽管这些早期设备仍需通过缆绳与母船连接，活动范围有限，但它们为后续技术发展奠定了重要基础。

' b d/ n6 Q3 K9 C! T

进入20世纪80年代，国际深海探测开始向无人化、自主化迈进。1986年，美国伍兹霍尔海洋研究所与法国研究所合作，通过有缆遥控水下机器人“小杰森”，成功对“泰坦尼克号”沉船进行了首次探查。此次探测证明了无人平台在极端深海的作业能力。1996年，美国“自主海底勘测者”自主无人潜航器在东太平洋某海域获得海底熔岩流的声磁图像。在之后的数年里，它完成了200多次下潜作业，标志着无人自主探测技术正在海洋调查与探测等领域发挥重要作用。

: L* H- v3 J# s/ o g3 Y4 }

进入21世纪，深海探测技术迎来质的飞跃。随着材料科学的突破，耐高压合金和新型复合材料的应用，使探测器下潜到千米深渊。这就像为探测器披上了“金刚不坏之甲”，让它们能够在极端环境下正常工作。能源技术的进步，特别是锂电池和新能源技术的应用，为探测器装上“持久心脏”。

: q1 z: f+ _) M; @. H8 n7 L/ ]' U' D

我国近年来的技术革命尤为深刻。 2017年，我国研制的“海翼”号水下滑翔机在马里亚纳海沟完成下潜任务，最大下潜深度达到6329米，创下了世界纪录。2020年以来，“海斗一号”全海深自主遥控潜水器多次潜入马里亚纳海沟，成功执行万米坐底作业，完成高清视频传输、深渊海底探测和机械手样品采集等任务。这项成果填补了当时国际上全海深无人潜水器万米科考应用的空白。

更令人振奋的是，多平台协同探测技术日趋成熟。不同功能的探测器扮演着不同角色，就像一支分工明确、配合默契的交响乐团：空中无人机负责广域侦察，水面无人船进行中程监控，水下机器人开展精细探测。这种“天、空、海一体化”的立体探测模式，使人类得以全方位洞察海洋。2020年，我国提出的“透明海洋”立体观测网构建计划已初见成效。如今，我国构建了世界上最大规模的区域海洋潜标观测网——南海潜标观测网，在国际上首次实现蕴含丰富多尺度动力过程的南海深海盆全覆盖及完整监测观测。

深海无人自主探测技术的发展，不仅推动着海洋科学研究的进步，更为人类可持续利用海洋资源、保护海洋生态环境、维护海洋权益提供了强大支撑。这项技术如同一把神奇的“智能钥匙”，正在为人类开启通往深海世界的大门，带领我们走向认识海洋、经略海洋的新时代。

迈向“透明海洋”的征程

尽管取得了显著进展，深海探测仍然面临着诸多挑战。

n2 }. h$ z# s( f! h9 T

通信是深海探测的一大难题。在深海中，无线电波无法远距离传播，声波传输存在速率低、延迟大等问题。在深海中通信，就像试图在一个嘈杂的舞厅里清晰对话，信息传递变得异常困难。

: f/ V* ^0 L& b$ Z$ V

能源供应也制约着深海探测的进程。深海探测器只能携带有限的能源工作，就像背着氧气瓶的潜水员，续航时间始终受限。目前大多数水下探测装备也只能连续工作数月，这对于需要长年累月进行的深海探测来说还远远不能满足需求。

此外，复杂海洋环境带来的干扰也不容小觑。变幻莫测的海流、复杂的地形、多变的水文条件，都给探测工作带来了巨大挑战。这就像在暴风雨中试图用望远镜观察星空，环境干扰让探测变得异常艰难。

! o7 L4 V1 V8 U: [2 n

面对这些挑战，科学家们正在寻找创新解决方案。通信方面，水声通信与激光通信相结合的新型通信系统，给探测器装上了“水下Wi-Fi”，大大提升了数据传输效率；能源领域，海洋能采集技术让探测器从海洋中“汲取”能量，实现更长久的自持工作；人工智能技术的深度应用则赋予了新一代探测器自主决策能力，让它在复杂环境下也能做出最优选择。

可以预见，在不久的未来，我们将建起更加广泛的“智能探测网络”。这个网络由成千上万个智能探测器组成，它们就像海洋中的“神经末梢”，实时感知着海洋的脉搏。通过这些探测器，人类将能实现对全球海洋的持续观测和精准预测，构建起从海底到海面的立体综合观测系统，真正实现海洋状态透明、过程透明、变化透明。返回搜狐，查看更多

" d5 @# X |* `6 W1 S: I 4 W9 T) V8 p" q I% `8 l: f* b. c9 [ ' _% H/ a* x' ~0 `$ b, E# k' Q & j2 E8 H. b3 g* K1 u 6 R6 s, j9 _- h0 d: o