3月7日消息,全球超過80%的海洋仍未被人類探索過,但可能很快就會有自主式水下航行器(AUV)幫助繪制地圖。隨著技術不斷進步,AUV的研究有望取得突破性進展,並被用於更多領域。
通過預先編程,AUV能夠探索人類無法到達的海底區域,並且能夠在沒有人類在船上或控制它們的情況下自主運行。科學傢經常使用AUV進行水下研究,石油和天然氣公司常使用AUV進行深水調查。不過AUV的最大市場已變成軍事領域。
AUV在軍事海洋勘探中是非常有用的工具,可以幫助獲得關鍵信息,如繪制海底地圖、尋找水雷以及提供水下監視。世界各國的海軍都在投資研究AUV,以提升他們的水下防禦能力。
美國國防承包商安杜裡爾工業公司在2月份收購AUV制造商Dive Technologies,開始從陸地向海上擴張。這筆收購讓他們擁有一款可定制的AUV,名為Dive-LD。
安杜裡爾工業公司聯合創始人帕爾默·勒基(Palmer Luckey)在宣佈收購時稱:“水面和水下的威脅越來越多,隻有機器人系統才能應對。這些系統可以躲避敵人的監視,可以躲避你在空中看到的東西,可以做些隻有在水下才能做的事情。”
除對Dive Technologies的收購,安杜裡爾工業公司還在3月份將業務擴展到澳大利亞,並在5月份與澳大利亞國防部達成價值1億美元的合同,為澳大利亞皇傢海軍設計和制造三艘超大型AUV。
在英國,皇傢海軍最近向MSubs訂購第一艘名為CETUS XLUUV的AUV,預計將在大約兩年內交付。
波音公司自20世紀70年代以來始終在致力於AUV的研究,並於近年來與美國海軍和DARPA在某些水下機器人項目上進行合作。Echo Voyager是波音公司的第一個超大型AUV,經過大約五年的設計和開發,於2017年首次開始運營。這艘AUV長約15.5米,與校車體積相當,可用於石油和天然氣勘探、長期測量以及石油與天然氣公司的基礎設施分析。
Echo Voyager已經在海上運行近1萬個小時,並以自主航行的方式穿越數百公裡。波音公司Maritime Undersea業務高級總監安·史蒂文斯(Ann Stevens)說,Echo Voyager采用模塊化設計,擁有諸多功能。無論是從體型還是能力方面來說,Echo Voyager都是世界上獨一無二的。
波音始終在美國海軍的資助下開發Orca XLUUV。2019年2月,該公司贏得價值4300萬美元的合同,制造四款基於波音Echo Voyager設計的AUV。該項目經歷很多延遲,原定於2020年12月交付的Orca XLUUV現在計劃在2024年完工。波音解釋稱,成本增加以及疫情帶來的供應鏈問題是導致交付推遲的主要原因。
史蒂文斯說: “這是一個開發項目,我們正在開發前所未有的突破性技術。我們始終在與海軍保持步調一致,並將提供非常棒的AUV。”
美國密歇根大學海軍建築和海洋工程系助理教授馬阿尼·加法裡(Maani Ghaffari)表示,機器人和自動化總體上仍是新興的科技領域。研究人員大約在五六十年前開始開發AUV,盡管當時建造系統所需傳感器的質量和種類有限。如今,傳感器變得更小、更便宜、質量更高。
加法裡說:“我們正處於可以為機器人建造更好、更高效的硬件和傳感器的階段,我們希望在某個時候將部分機器人部署到日常生活中。”
然而,在成為日常可用設備之前,AUV仍需要克服諸多挑戰。首先,機器人必須能在比空氣中更惡劣的環境中工作,空氣中較高的密度會產生液壓阻力,從而減緩機器人的速度,並更快地耗盡其電量。
然而,有些正在開發的AUV,其速度和續航能力都給人留下深刻印象。波音公司表示,預計Orca XLUUV的續航裡程將達到6500海裡。安杜裡爾工業公司報告說,Dive-LD可以自主執行任務長達10天,並有能力完成持續數周的任務。
環境挑戰是AUV面臨的主要問題,它們的水下通信會受到限制,因為用於在空中傳輸信息的信號在水中很快就會被吸收,而且AUV上的攝像頭清晰度在水下會下降。
加法裡說,AUV最終是否會被用作監視工具並參與水下戰爭,更多涉及AI和機器人技術中常見的倫理問題。雖然這些設備可能非常復雜,可以自主做出決定,但當這些決定可能影響人類生命時,人們就會感到擔心。
加法裡補充稱:“有人設想,基本上可以把戰鬥交給機器人而不是士兵,畢竟這有助於減少人員傷亡。但另一方面,當AI可以比人類更快地做出決定和行動時,這可能會增加它們可能造成的破壞力。這是尚未被探索過的前沿領域,我們必須在未來取得實際進展前討論這些問題。”