海洋清潔計劃迫在眉睫

地球上三分之二的面積被海洋覆蓋，海洋供給我們生命所需的一半的氧氣，它為人類提供了食物、娛樂，交通，同時維持著氣候的穩(wěn)定。

而我們長久以來對海洋進行著恣意破壞——塑料如云一般覆蓋在大海之上，數(shù)量龐大以致形成一座座小島。

（觸目驚心的海洋垃圾）

據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我們的海洋上已漂浮有一億五千噸塑料，而全球每年流入海洋的塑料垃圾就達480萬至1270萬噸。50年后情況又會是怎樣？如果我們讓3億噸塑料都涌入海洋，會不會影響海洋吸收二氧化碳或者制造氧氣的能力？

海洋清潔計劃迫在眉睫，而科學(xué)界早已采取行動。

來自意大利生物機器人研究所的研究團隊最近公布了SILVER 2水下機器人的研究進展，并發(fā)表在《Science Robotics》期刊中。該機器人被定位為“海底垃圾清潔工”，目標(biāo)是清除落在海床的塑料垃圾，同時其還能探索和記錄海底生物。

盡管大多數(shù)‘海洋清潔’行動的目標(biāo)是清除漂浮在水面附近的大塊塑料和垃圾，然而沉在海底的塑料微粒比那些肉眼可見的塑料垃圾還多40倍！

SILVER水下機器人項目的負責(zé)人Marcello Calisti表示：“我們的目標(biāo)是處理在海底附近沉降的微型塑料。潛水艇和其他水下機器人無法到達海底去收集沉沒的垃圾；當(dāng)它們接近海床或靠在海床上時，它們會無意間打亂沙子，掩埋或推開塑料和其他垃圾，這使海洋清潔更難進行?！?/p>

該研究團隊在2018年的時候宣布了初代機器人SILVER 的誕生，最初的SILVER有四條腿，通過在多種類型的表面上行走和爬行來監(jiān)視海底。

此后不久，研究人員獲得了美國國家地理學(xué)會的資助，這使他們能夠改進設(shè)計并賦予其更多的功能。最新發(fā)布的SILVER 2 被安裝了6條腿，除了能夠在海底走動之外，還可以穿越泥濘和多巖石的表面，甚至在必要時可以跳躍以保持移動。

研究人員受到螃蟹在海底走路的啟發(fā)。在SILVER 2的設(shè)計中，由于流體動力阻力的阻尼作用，機器人在水下會因為浮力減輕重量，因此將浮力中心置于機身上方。

由于螃蟹的腿部彈性極大地影響了它在多巖石的地形中航行的能力。研究人員在SILVER 2的每條腿的膝蓋處都安裝了彈簧，具有三個自由度，大大降低了航行中被絆倒的風(fēng)險。當(dāng)機器人跳躍時，腿與海底接觸會模擬螃蟹打孔的動作，伸長并推動腳下的沉積物，這使彈性勢能被存儲在膝蓋上，機器人跳離地面，腿縮回直到再次接觸海底。

SILVER2已經(jīng)在各種艱難的環(huán)境條件下進行了測試，包括海藻，泥漿，巖石和沙子。在運動過程中，SILVER2通過在防水車身外殼中使用新型的腿部穩(wěn)定模塊來保持平衡。該機器人還具有導(dǎo)航系統(tǒng)，可幫助其避開障礙物，并使機器人到達所需位置。此外，還安裝了壓力傳感器，浮力系統(tǒng)，接觸傳感器以及一對攝像頭和麥克風(fēng)，通過錄制視頻以捕獲其周圍環(huán)境。測試結(jié)果還表明，SILVER2 非常安靜，不會在海里發(fā)出噪音嚇跑水里的小動物。

SILVER2可以由船上的人類駕駛員遙控穿越海床，也可以以自主模式運行。在海底走動時，它可以工作約7個小時；如果僅停在海底，則可以工作16個小時，它可以長時間與環(huán)境緊密地互動。除了扮演海洋清潔工的角色外，SILVER2還擴展了水下機器人在從生態(tài)學(xué)到考古學(xué)等多種應(yīng)用中的功能。
責(zé)任編輯:pj