Yi Chao喜歡稱自己為“紙上談兵的海洋學(xué)家（armchair oceanographer）”，因?yàn)樗囘^在船上呆了一周，暈船得非常厲害。因此，這位前美國(guó)國(guó)家航空航天局科學(xué)家想要通過讓水下無(wú)人機(jī)利用其公司的能源收集技術(shù)進(jìn)行充電，從而在更大范圍內(nèi)促進(jìn)對(duì)海洋的遠(yuǎn)程研究，也就不足為奇了。

目前監(jiān)測(cè)世界海洋的許多機(jī)器人滑翔機(jī)和浮動(dòng)傳感器站都被有效地當(dāng)作一次性設(shè)備對(duì)待，因?yàn)檠芯拷缭跓o(wú)人機(jī)完成將數(shù)據(jù)傳回國(guó)內(nèi)的任務(wù)后，只有數(shù)量有限的船只和資金用于取回?zé)o人機(jī)。這不僅是浪費(fèi)金錢，也可能導(dǎo)致越來(lái)越多的廢棄鋰離子電池因其泄漏的有毒物質(zhì)污染海洋——這是一種絕對(duì)不可持續(xù)的研究水下世界秘密的方法。

“我們的目標(biāo)是部署我們的能源收集系統(tǒng)，以使用可再生能源為這些機(jī)器人提供動(dòng)力，”Chao說(shuō)，他是初創(chuàng)企業(yè)Seatrec的總裁兼首席執(zhí)行官。“我們要一次省一個(gè)電池，所以希望不要把更多的有毒電池扔進(jìn)海里。”

Chao在加州的創(chuàng)業(yè)公司聲稱，其SL1熱能收集系統(tǒng)已經(jīng)可以幫助研究人員節(jié)省資金，相當(dāng)于將機(jī)器人探測(cè)器用于海洋數(shù)據(jù)收集的成本降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。這家初創(chuàng)公司正致力于調(diào)整其系統(tǒng)，使其能與自主式水下滑翔機(jī)協(xié)同工作。此外，該公司還與國(guó)防巨頭Northrop Grumman公司合作，為遠(yuǎn)洋無(wú)人機(jī)開發(fā)一個(gè)水下充電站，該站集成了Northrop Grumman公司的自絕緣電連接器，能夠在通電觸點(diǎn)被淹沒的情況下工作。

Seatrec的能源收集系統(tǒng)利用了某些物質(zhì)在加熱時(shí)從固相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合啵蛷囊合噢D(zhuǎn)變?yōu)闅庀嗟倪^程。該公司的技術(shù)利用這些相變導(dǎo)致的壓力變化來(lái)發(fā)電。

為了使相變發(fā)生，Seatrec的解決方案利用了海洋表面溫暖的水和海洋深處較冷的水之間的溫差。即使是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的機(jī)器人探測(cè)器也可以通過改變浮力來(lái)產(chǎn)生額外的電能，既可以漂浮在水面上，也可以沉到較冷的深度。

通過附加一個(gè)外部能量收集模塊，Seatrec已經(jīng)開始將機(jī)器人探測(cè)器轉(zhuǎn)變成可以充電和再利用的資產(chǎn)，比每次派船去取回探測(cè)器更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。這種可再生能源方法可以讓這種無(wú)人機(jī)幾乎無(wú)限期地運(yùn)行，除非出現(xiàn)電氣或機(jī)械故障。Chao解釋說(shuō)：“我們只要將背包固定在機(jī)器人上，給了它們提供電源的電纜，它們就可以進(jìn)入海洋。”

Seatrec產(chǎn)品的早期購(gòu)買者主要是使用水下無(wú)人機(jī)收集海洋學(xué)數(shù)據(jù)的學(xué)術(shù)研究人員。但這家初創(chuàng)企業(yè)也吸引了軍方和政府的興趣。它已經(jīng)從美國(guó)海軍研究辦公室（U.S. Office of Naval Research）和國(guó)家海洋和大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）獲得了小企業(yè)創(chuàng)新研究合同。

Seatrec還獲得了由美國(guó)能源部和NOAA管理的“推動(dòng)藍(lán)色經(jīng)濟(jì)：海洋觀測(cè)獎(jiǎng)”（Powering the Blue Economy: Ocean Observing Prize）下的兩項(xiàng)獎(jiǎng)，獎(jiǎng)金為一萬(wàn)美元。早在2020年3月的DISCOVER競(jìng)賽階段，所頒發(fā)的獎(jiǎng)品包括與Northrop Grumman公司聯(lián)合授予的“無(wú)限任務(wù)無(wú)人機(jī)潛航器站”概念獎(jiǎng)項(xiàng)。這家初創(chuàng)公司和國(guó)防巨頭目前正在尋找一家機(jī)器人公司，以合作開展“海洋觀測(cè)獎(jiǎng)”的開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)階段，該獎(jiǎng)項(xiàng)將提供總額為300萬(wàn)美元的獎(jiǎng)金。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，Seatrec希望它的能源收集技術(shù)能夠支持商業(yè)企業(yè)，比如經(jīng)營(yíng)大型水下農(nóng)場(chǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。這項(xiàng)技術(shù)還可以支持水下無(wú)人駕駛飛機(jī)進(jìn)行海底調(diào)查，為深海采礦項(xiàng)目鋪平道路，盡管這些項(xiàng)目由于預(yù)計(jì)會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響而引起爭(zhēng)議。

在所有可能的應(yīng)用中，Chao似乎特別熱衷于Seatrec可再生能源技術(shù)的前景，這項(xiàng)技術(shù)使水下無(wú)人機(jī)和漂浮器能夠長(zhǎng)時(shí)間收集海洋數(shù)據(jù)。20年里，他大部分時(shí)間在位于加州福尼亞州帕薩迪納市的NASA Jet Propulsion實(shí)驗(yàn)室工作，在那里他幫助開發(fā)了一顆用于監(jiān)測(cè)地球海洋的衛(wèi)星。但他和該實(shí)驗(yàn)室工程團(tuán)隊(duì)（開發(fā)Seatrec核心技術(shù)）相信，大量的水下無(wú)人機(jī)可以提供一個(gè)持續(xù)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，從而真正開始深入了解海洋。

COVID-19大流行在一定程度上減緩了Seatrec產(chǎn)品的生產(chǎn)和交付，原因是當(dāng)?shù)赝．a(chǎn)和供應(yīng)鏈中斷。不過，這家初創(chuàng)公司能夠繼續(xù)運(yùn)營(yíng)，部分原因是它被認(rèn)為是一家經(jīng)營(yíng)重要制造設(shè)施的國(guó)防承包商。Seatrec的工程師和其他工作人員正在輪班工作，以實(shí)現(xiàn)社交隔離。

Chao說(shuō)：“我們不是要為政府建立一兩個(gè)充電站，而是要擴(kuò)大規(guī)模以建立成千上萬(wàn)個(gè)，數(shù)十萬(wàn)個(gè)，甚至最好是數(shù)百萬(wàn)個(gè)，這樣我們就可以增進(jìn)理解并向社會(huì)提供這些數(shù)據(jù)。”
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