石油泄漏频发,海洋机器人成众目所瞩
2011-01-16
石油泄漏频发,海洋机器人成众目所瞩
在2010年5月,从佛罗里达海岸到蒙特利湾,无数的专家小组都已经出发,他们乘坐着小艇,带着机器人,去各个不同的地点搜集各种数据,来判断英国石油公司(BP)在墨西哥湾所造成的灾难的规模。这些较小的机器人现在还在墨西哥湾的各处缓缓巡游,为全美各处海洋研究小组的科学家们搜集着资料,帮助他们预测泄漏出去的原油下一步将漂向何处。
在频频发生的石油泄漏的灾难当中,机器人的作用现在就下结论还为时过早,不过至少有一点已经可以肯定:我们的确需要更加优秀的深海机器人技术。“我想,这一次人们会认识到,现在是时候认真考虑深海机器人的问题了。”旧金山Discern预测主管、斯坦福大学副教授萨佛(Paul Saffo)指出,“石油和其他的一些行业都需要在人类难以到达的深海作业。因此,当下一次发生类似问题的时候,我们必须有优秀的机器人来代替我们完成重要任务,我们现在还不能有一个机器人联合舰队。”
事实上,人们已经不止一次尝试使用工业机器人来止住泄漏,只是所有这些努力最终都以失败告终。比如,人们曾经尝试过修复一个坏掉的封井器,曾经尝试过布置100吨重的围堰,等等。这一次又一次的失败究竟是该归因于当前工业机器人的水平,还是应该归因于英国石油缺乏准备,现在或许还言之过早。机器人看上去其实似乎已经完成了可能完成的工作,除开未能修复封井器之外,但是这完全可能是因为封井器客观上确实无法修复了。
“这并不一定就说明机器人将来就无法有效完成任务,它们只是需要进一步改进,以适应深海作业而已。”晨星公司追踪iRobot Corp.(IRBT)股票的分析师弗雷克(Adam Fleck)表示,“这种要求和以前种种之间存在着明显的差异。”
在过去几十年间,IRobot已经成长为一家家喻户晓的企业,这主要应该归功于他们广受欢迎的Roomba真空吸尘器。不过,他们的产品其实还有很多种,其中就包括深海作业的机器人。原油泄漏事件当中,最早到达墨西哥湾的,正是他们的Seaglider机器人。
在那次沸沸扬扬的石油泄漏事件当中,IRobot是与南密西西比大学和华盛顿大学应用物理实验室合作,为后者搜集关于泄漏的数据。在此之前,IRobot与美国海军海洋测量局通力合作,使得他们的Seaglider具备了原油感测能力。许多大学、非营利机构和海洋实验室,比如Monterey Bay Aquarium Research Institute,也都纷纷加入进来,派出了自己的机器人,来帮助搜集最深可以到达1500米以下的海洋数据。
此外,还有一些类似的机器人,比如那些Teledyne Technologies(TDY)旗下某部门的产品,每三个小时一次将资料传回新泽西的New Brunswick,在那里有一个海洋学家小组,他们分析资料,研究原油的漂移方向,他们还会将自己的发现和预测通报给美国海洋及大气总署。
“这就像是努力想要得到更加准确的天气预报一样,只是这一次的目标是海洋。”罗格斯大学海洋科学助理教授科胡特(Josh Kohut)表示,“我们在做我们自己的工作,希望能够提供帮助。”科胡特介绍说,他们的机器人是通过Iridium Communications Inc.(IRDM)的卫星网络将资料传递回来的,碱性电池可以确保他们的机器人在水中持续工作大约一个星期。
佛罗里达萨拉索塔非营利机构Mote海洋实验室也在和罗格斯大学合作,他们也派出了自己的机器人,以检测原油是否正在向他们的海岸和珊瑚礁群漂来。他们将这个机器人叫做Waldo,后者有六英尺左右长,重约110磅。所有的海洋作业机器人都装备着电子感应器,其中一些是由Sea-Bird Electronics Inc.或者WET Labs.等私营公司生产的。
不过,即便是大家已经做出了这么多的努力,我们仍然可以清楚地看到,这些努力还是不够。“我们对这一领域的监测可说已经成为了一场大规模的全国性运动。”佛罗里达圣彼得堡SRI International生物技术部门海洋科技计划主管兰格布雷克(Larry Langebrake)表示,“海洋作为一种自然资源,很长时间以来,我们的研究一直不够充分……这一事件也可能会带来一个积极的结果,那就是让我们更加关注,来开发我们需要开发的技术。”
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年轻人想必一定很熟悉一种玩具——四驱赛车。日本动漫《四驱兄弟》里,为了让自己的车跑得更快更稳,车手们会对四驱赛车的马达进行改装。马达还有一个正式的名字,叫电机。随着“绿色低碳”热潮的兴起,电机作为柴油机和汽油机等驱动机家族中最为“干净”的一个,被广泛应用在各种领域,连广阔的海洋里都可以看到它活跃的身姿。作为水下工作公认的主力,一直以来其主要驱动机之一的电机,因为结构材料等原因,在高水压、高湿度、高腐蚀下会造成部件变形,导致电机故障,无法使用或无法长期正常工作。此外,水下工作电机防水、防侵蚀等关键技术较难解决,因此水下工作电机寿命短,可靠性比较差,我国过去大部分都需要依靠进口。
近日,经过前后30多次的不断尝试后,国内深水机器人防水抗压技术原理在该电机进行使用,终于攻克了技术难点,取得了一系列创新性成果和技术突破。由此,我国海洋机器人拥有了一颗强健的心脏,能在海底待得更久,潜得更深。这一技术的研发成功,同时促进了水下驱动单元国产化的进度。原来多数以柴油机、汽油机驱动的水上机械可用电机驱动替代。技术用途也十分广泛,游艇辅助驱动单元、水上滑板车、游泳池清洗机等各类水中动力器械中均可使用。
本文来源于《Therese Poletti》