一場關于深海命運的戰爭正在醞釀之中。大片的海底富含金屬鎳、銅、鈷、鋅，這些金屬是制造電???動車電池、太陽能電池板和智能手機的關鍵。礦業公司已經提議對黑暗的廣闊區域進行刮除和吸塵，為金屬密集型技術提供供應。海洋科學家和環保主義者反對這樣的計劃，他們警告說，脆弱的生態系統將遭受巨大的、潛在的永久性破壞。

Pietro Filardo是正在努力尋找共同點的技術開發人員之一。

?

?Image: Pliant Energy Systems

???

??該公司，Pliant Energy Systems，制造了一個看起來像黑色機械黃貂魚的東西。它柔軟的波紋鰭片采用雙曲線幾何形狀，以行進的波浪形運動，從而將滑板大小的設備推入水中。在紐約布魯克林一個通風良好的海濱實驗室里，Filardo的團隊正在開發工具和算法，將機器人改造成一個裝備有抓取裝置的自動裝置。他們的目標是在不破壞珍貴棲息地的情況下，從海底開采出馬鈴薯大小的多金屬結核礦床。

“一方面，我們需要這些金屬來通電和脫碳。。另一方面，人們擔心我們破壞深海生態系統。” Filardo將深海采礦描述為Pliant機器人的“殺手級應用”。這對于這家初創公司來說，可能是一個有利可圖的用途。

深海將被開采多深，在哪里開采，最終取決于由168個成員國組成的International Seabed Authority（ISA）。預計10月，該政府間機構將通過一套被稱為Mining Code的全面技術和環境標準，為私營公司進入大片海底鋪平道路。

ISA已經向大西洋、太平洋和印度洋海域的承包商頒發了30個勘探許可證。一半以上的許可證用于勘探多金屬結核，主要是在夏威夷南部和墨西哥西部的Clarion-Clipperton區。

自1970年代以來，研究人員已經在主要的國家水域測試了結核礦開采技術。現有的方法包括用液壓吸泥機清掃海底，以泵送沉積物，過濾礦物，并將產生的泥漿傾倒在海洋或尾礦池中。在印度，國家海洋技術研究所正在建造一種“履帶式”運載工具，它有一個大鏟子，用來收集、粉碎和泵送結核礦到母船上。

支持采礦的人說，這種技術比危險的、剝削性的陸上采礦方法更有益于人類和環境。然而，海洋專家警告說，攪動沉淀物和轉移生活在結核礦上的生物，可能會破壞耗費數百萬年才發展起來的深海棲息地。

“我經常談論的一件事是，‘如果我們弄壞了它，我們如何修復它？我們怎么知道我們弄壞了？’”深海生物學家、杜克大學尼古拉斯環境學院教授Cindy Lee Van Dover說。她說，還需要更多的研究來了解海洋生態系統的潛在影響，海洋生態系統培育了漁業，吸收了二氧化碳，并產生了地球上大部分的氧氣。

還需要做大量的工作，將機器人改造成可以在海面下6000米處作業的金屬收集器。

Pliant的第一個原型稱為Velox，可以在游泳池和淺海“沖浪區”的深處航行，波浪將其沖入沙灘。在Velox內部，板載CPU將功率分配給執行器，這些執行器驅動柔性散熱片中的起伏運動。與螺旋槳推進器不同，螺旋槳推進器使用快速旋轉的葉片以高速移動少量水流，而Pliant的波浪狀鰭片則以低速移動大量水。Filardo說，通過利用水的大面積，機器人可以使用相對較少的電池輸入來進行快速的操作，從而使設備可以運行更長的時間。Filardo補充說，這種設計還可以減少海底的沉積物，這在敏感的深海環境中具有潛在的優勢。

布魯克林公司正在與麻省理工學院合作開發一種更大的下一代機器人C-Ray。這種高度機動性的裝置會像水獺一樣扭動和翻滾。通過使用金屬探測器以及照相機硬件和計算機算法的混合，C-Ray可能會被用于監視沖浪區，以防對贊助這項研究計劃的美國海軍造成潛在危害。

Illustration: Pliant Energy SystemsA conceptual illustration of C-Ray robots collecting deep sea polymetallic nodules.

合作伙伴的最終目標是部署通過“蜂巢式思維”進行通信的“大量”自主C-Ray，這些應用程序也將用于開采多金屬結核。Pliant計劃發射數百個配備抓爪的機器人，這些機器人會在海底漫游，這些籠子會漂浮在充滿氣體的提包上。

意大利的一個獨立項目也欲打造用于拔除富含金屬的球體的新工具。

SILVER2是一種六足機器人，通過反復頻繁地推動其腳部，無需借助攝像頭或激光，即可在黑暗而渾濁的海底周圍摸索。

Photo: BioRobotics Institute/Sant'Anna School of Advanced Studies

Marcello Calisti和他的同事們在7月的大部分時間里都在意大利的一個海邊實驗室里，在淺水中測試了20公斤重的原型。SILVER2配有柔軟的彈性抓手，可以輕輕包裹物體，就像將它們托在手掌中一樣。研究人員使用類似螃蟹的機器人在海床上收集塑料垃圾，并將碎屑存放在中央收集箱中。

盡管SILVER2并非用于深海采礦，但Calisti表示，如果他的團隊能夠擴展該技術，他可以預見該領域的潛在市場。

對于像Pliant這樣的開發商來說，他們籌集資金和實現采礦機器人的能力將在很大程度上取決于國際海底管理局的下次會議。反對海洋采礦的人士正努力暫停對《采礦法》的討論，以使科學家有更多時間評估風險。

原文標題：水下機器人已經成功實現自主深海采礦了嗎？

文章出處：【微信公眾號：IEEE電氣電子工程師學會】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。