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              拉曼光譜儀等儀器 助力海洋探測實現重大突破

              時間:2017-08-02  來源:中國制藥設備網  瀏覽次數:1890

                導讀:7月10日至29日,“科學”號搭載我國自主研發的系列海洋探測裝備在南海開展協同作業。本航次,科考隊員實現了深海探測從過去單項裝備分別作業向協同作業邁進,在大幅提升科考效率同時,也為解決重大海洋科學問題提供了技術支撐。

                相互支撐與依托:深海探測邁向協同作業

                “科學”號此次執行的是中國科學院戰略性先導專項“熱帶西太平洋海洋物質能量交換及其影響”2017年南海綜合考察航次。航次第二航段開始后,科考隊員率先將“探索”號自治式水下機器人布放到海水中,它隨即開始進行大范圍地形掃描和拍照。

                基于“探索”號探測資料,科考隊員選擇了*想要調查的區域,連夜將“發現”號遙控無人潛水器布放到水中。“發現”號和母船之間有一根纜相連,善于精細作業和取樣。

                在“發現”號即將結束作業時,科考隊員又將深海著陸器布放到海底。“發現”號準確找到著陸器位置,將其移動到科學家*想觀測位置。深海著陸器將拍攝冷泉區生物三個月的生活習性和變化。

                此次“發現”號帶回了100多只冷泉生物,其中很多生物還活著,這讓科學家非常興奮。

                這只是“科學”號搭載的系列海洋探測裝備協同作業的一個縮影。本航次中,還實現了高通量深海海水采集及分級過濾系統、海洋生物光學剖面測量系統和船舶自身海洋探測裝備的協同作業??瓶缄爢T在本航次還布放了12臺水下滑翔機,開展組網同步觀測。

                “此次利用‘科學’號搭載我國自主研發系列海洋探測裝備開展協同作業,提高的不僅是科考效率,更重要的是有利于解決海洋中的重大科學問題。”航次首席科學家孫松說。

                自主研發探測裝備:走向海洋必經之路

                我國海洋探測裝備長期依靠進口,進口率高達90%以上。“一些裝備是花錢也買不到的,國外實行技術封鎖和禁運。”孫松說,“因此,再難也要走自主研發之路。”

                在中國科學院戰略性先導專項支持下,中國科學院海洋研究所和中國科學院沈陽自動化研究所等科研單位在前期國產海洋探測裝備基礎上開展自主研發,填補有些領域的國內空白,并推動已有裝備優化升級。

                中國科學院海洋研究所科研人員杜增豐介紹,拉曼光譜是用于探測目標物成分的一種探測裝備,在此專項支持下,科研團隊研發出了國內首套用于深海冷泉和熱液探測的探針式拉曼光譜儀,機器人可用機械手拿著探針,在海底靈活探測目標物,探針耐高溫技術屬于國際**。

                在“探索”號自治式水下機器人研制過程中,中國科學院沈陽自動化研究所與哈爾濱工程大學研發出了國產化超短基線系統,突破了定位導航技術受制于人的瓶頸。

                在水下滑翔機研制過程中,2015年一臺水下滑翔機在前海試驗中出現故障,在西太試驗中又有一臺丟失。“當時壓力非常大。其實一些關鍵技術都解決了,但一些細節影響了結果。”航次技術首席、中國科學院沈陽自動化研究所副所長李碩說,“我們便從零開始,對技術狀態重新進行固化。”

                2016年,科研團隊打了一個“翻身仗”,三臺水下滑翔機在西太航次中有兩臺連續工作19天,一臺根據需要連續工作8天。

                海洋探測裝備:將像手機一樣智能

                專家表示,雖然我國在海洋探測裝備上實現了不小進步,但距離國際先進水平差距還很明顯,特別是一些基礎材料和加工工藝還有待突破。

                暢想未來,海洋探測裝備會變成什么樣?專家指出,智能化、無人化、小型化和組網協同化將是趨勢。例如,自治式水下機器人是根據設定的路徑自動航行,將來可以應用類似人臉識別技術,根據圖形匹配,機器人在探測過程中遇到冷泉和熱液,就自動停下來精細調查和拍照。

                “我們要大膽設想,有了想法才會想辦法去實現,不要輕易去否定想法。如果連想法都沒有,肯定無法推動技術進步。”李碩說。

                孫松說,過去聽音樂需要CD,打電話需要手機,拍照需要相機,現在一個智能手機就全解決了。海洋探測裝備也類似,將來一個探測裝備可自動獲取多種數據。

                編輯點評

                專家指出,智能化、無人化、小型化和組網協同化將是趨勢。例如,自治式水下機器人是根據設定的路徑自動航行,將來可以應用類似人臉識別技術,根據圖形匹配,機器人在探測過程中遇到冷泉和熱液,就自動停下來精細調查和拍照。

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