By 超神经
内容提要：浩瀚无际的海洋，拥有着丰富的生物与地质资源，但对于人类来说，它一直充满着神秘感。近年来，在技术助力下，我国的海洋科考取得了长足的发展，人工智能也已加入这一领域，未来海洋科考即将实现智能化、无人化。
关键词：海洋科考 自动化 智能型科考船
海洋覆盖着地球表面的 71%，它是决定地球日常气候变化的主要因素之一，此外，形式多样的大海洋流，对于海洋生物的分布、航海事业等都会产生重大影响。
探索海洋，对于气象水文、渔业、航运、军事以及能源领域等，都有着至关重要重要意义。
大海深处，隐藏着未知的科学与风险
从古至今，人类从未停止过对海洋的探索。现代海洋科学体系的建立始于上世纪初，直至 20 世纪中期，海洋研究强国如英国、美国、德国等，都组织了海洋科学考察项目，建设了专门的科考船，设计制造了各种观测和分析仪器。
我国的海洋科考事业始于二十世纪五十年代，虽然起步较晚，但大有后来居上之势。「东方红」、「向阳红」、「科学」号等系列科考船的相继问世，极大地提高了我国海洋事业的国际地位。
我国海洋科考船的队伍在近年不断壮大
图为搭载蛟龙号载人潜水器的向阳红 9 号远洋科学考察船
海洋科考听起来有趣，但实际上是一份极为艰苦的工作。
科考队员们在工作中面临的艰辛与风险、枯燥与孤独，是常人难以想象的。他们常常一出海就是数月，甚至更久。以我国向阳红系列科考船为例，近年来执行的科考任务最短 10 天，最长 230 天，累积航程数万海里。
在船上，科考队员除了要完成紧张、高风险的科研任务，还要承担航行中的运营工作，克服生理不适，以及承受枯燥、孤独、思乡等心理压力。
雪龙 2 号科考船征战冰雪南北极，科考环境更为艰辛
远在大海深处，没有网络信号，船员常常处于失联状态。复杂的海上环境，也随时可能对其造成生命危险。
「向阳红 16 号」撞击事故： 1993 年 5 月 2 日清晨，我国「向阳红 16 号」海洋科学考察船，在执行大洋海底多金属结核资源调查任务时，与塞浦路斯籍「银角号」货轮相撞沉没。最终全船 110 人，107 人获救，3 人遇难，是我国海洋地质调查史上首次重大海难事故。
「海洋研究所五号」船难事故： 2015 年 10 月 10 日，台湾省科考船「海洋研究所五号」船由于人为操作失误，在澎湖外海发生船难，全船 45 人中，有 2 人遇难。
这些事故的发生，造成的生命与经济损失都无可挽回，付出沉重代价的同时，研究人员也在努力提升技术，让科考装备逐渐智能化、无人化，以避免悲剧的重演。
随着人工智能技术的发展，智能化无人系统母船呼之欲出，为海洋科考工作带来新的发展方向。
首艘无人智能科考船，让科研高效安全
无人科考船，即将在 2022 年面世。
12 月 18 日，南方海洋实验室与中国舰船研究设计中心、中船黄埔文冲船舶有限公司，共同签署了智能型无人系统母船的设计建造合同，将建造中国首艘智能型无人系统母船。项目预估设计及建造周期为 18～20 个月，预计 2022 年交付使用。
无人系统母船设计效果图，由清华大学美术学院
唐林涛教授团队负责外观总体设计
注：母船，译自英文 mother ship，在海洋科考中，母船作为海面基地，通常搭载载人或无人深渊器以及着陆器，开展科学调查和资源勘探。
这艘智能型无人系统母船未来感十足，为我国首创。无人化与智能化技术，使其无需人为参与，可独立自主完成海洋观测任务，因此，在恶劣、危险等极端条件下，进行科考任务也成为可能。
作为一艘具有革命性意义的智能型科考船，它具有以下几个过人之处。
亮点一：可智能遥控、自主航行
它将是中国首艘可智能遥控、自主航行的科考船，其首次应用空、海、潜无人系统的跨域协同控制技术，将能实现无人机、无人艇、无人潜器等无人系统之间的协同作业。
该船可搭载及布放多种类、批量化的
空、海、潜立体探测无人系统
该母船可在目标海区批量化布放空、海、潜无人系统，从而实现对特定目标的立体、动态观测。此外，在智能母船的支持下，无人系统整体具备了快速转场和集群化作业能力，能够快速、高质量响应观测任务。
亮点二：搭载智能观测系统，效率飞升
据介绍，母船所用的「智能快速机动海洋立体观测系统（IMOSOS）」项目，于 2019 年正式立项。
据专家介绍，利用 IMOSOS 系统，舰船可实时获取和评估不同空间尺度海洋环境信息，预测海洋资源、环境和气候的时空变化，研究和创新海洋多尺度变化及其气候资源效应机理。
IMOSOS 系统
此外，该系统还可以为海洋防灾减灾、海底精细测绘、海洋环境监测、海上风电场维护等提供高效的工具。
此前，经过系统演示验证，搭载该系统后，无人船艇能够实现集群作业，作业效率较单一作业船舶效率提升 10 倍，并大大缩短了作业窗口期。
人工智能技术的介入，使得科考船摆脱了载人、危险环境等限制，大大降低了海洋科考难度及成本，科考能力与范围也得到提升，这对于传统海洋调查方式具有突破性的意义。
可以想见，未来无人科考船将能够独自深入大海中央，应对复杂的海洋环境，完成考察任务，为我们带回宝贵的勘察数据。
—— 完 ——
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