深海探索與救難的利器—水下機器人系統

作者 | 發布日期 2014 年 05 月 24 日 11:09 | 分類 尖端科技 , 機器人 , 精選
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服務型機器人(Service Robots)能上天下海,幫助人類探索極限環境與未知領域,也在災難發生時助人們一臂之力。人類對佔有地球 70% 的海洋及其深處的了解,並不比外太空的知識多多少。科幻電影環太平洋(The Pacific Rim),想像未來在深不可測的海溝中,有異形巨獸由此時空奇異點穿梭出來,造成地球大災難,人類亦發明了巨型機器人與之對抗的情節。



大導演詹姆斯卡麥隆(James Cameron)、鐵達尼號、法國航空 447 班機空難、馬來西亞航空 370 班機失蹤事件⋯⋯這些人、事、物會有何交集呢?答案是:深海探測技術與水下機器人載具(Underwater Robotic Vehicle)–它包括了自主水下載具(Autonomous Underwater Vehicle; AUV)、遠端遙控潛水器(Remote Operated Vehicle, ROV)、複合式遙控載具(hybrid remotely operated vehicle , HROV)等類型,是可以自主行動或者由人類遙控的水下探索裝置。

詹姆斯卡麥隆除了大家所熟知的導演身份之外,也身兼探險家、發明家與科技專家於一身。當年為了尋訪大西洋深海下的鐵達尼號遺址,他有了藉由拍片集資的構想,欲一圓其探索深海的夢想。而在進行鐵達尼號的探索過程中,應用了水下機器人載具,藉由其搭載的鏡頭拍攝了諸多鐵達尼號的實況,傳輸至水面的探測船。

2010 年在 TED 的演講中,他也透露其賣座電影中的外星生物與外太空情境的靈感,經常得自於深海探索的親身體驗。卡麥隆導演也曾在 2012 年搭乘俄羅斯潛艇,首度單人潛入全球最深的馬里亞納海溝挑戰者海淵(Challenger Trend),完成此一壯舉後,他跟世人分享該海淵宛如外太空星球表面的景況。

回顧過去,水下機器人載具曾立下許多功勞。2009 年法國航空 447 班機因天候造成測速裝置失靈與人為操控等因素墜落於大西洋,直至 2011 年 4 月,由美國伍茲霍爾海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)帶領的搜尋行動,透過 Remus 6000 自主水下載具(AUV)的側掃聲納發現了法航 447 的大部份殘骸,包括機身、機翼、引擎及起落架。另外 Remora 6000 遠端遙控載具(ROV)首次下潛便尋獲法航 447 班機的飛行記錄儀(黑盒子)。

remora2▲ Remora 6000(圖片來源:Phoenix International

今年 3 月馬來西亞航空 370 班機失踪事件,根據推測可能墜落在澳洲伯斯西北方的印度洋海域,一共有26個國家的船艦及飛機進行聯合搜救。在經過空中與海面搜索一段時間之後,澳洲政府於 4 月 30 日宣告階段任務結束,而海底的搜索則持續展開。過程中,美國海軍出動了艦艇與黑盒子搜尋器(Black Box Finder),因訊號問題未竟全功;之後藍鰭 21(Blue Fin 21)自主水下載具(AUV)接續該區域海床的描繪任務,搜尋進入另一階段。

Bluefin-21-Testing ▲ Blue Fin 21(圖片來源:Bluefin robotics

在深海探測技術位居全球領導地位的美國伍茲霍爾海洋研究所(Woods Hole Oceanographic),除了參與鐵達尼號遺址探索之外,也主導了 2009 年法國航空 447 班機空難的海底搜尋行動,與目前進行中的馬來西亞航空 370 班機失蹤事件的水下搜索。五月上旬該機構在在澳洲外海探測全球最深的海溝之一-克馬德克海淵(Kermadec Trench)的行動中,竟傳出其高科技的 Nereus 深海複合式遙控載具(HROV)在任務中失踪的消息。這具造價不菲的裝置,整合了包括水底通訊傳輸技術、高解析度視覺、導航定位、遠端操控等諸多技術,並可耐受 1 萬多公尺深的超高水壓。詹姆斯卡麥隆導演上週也對此一消息公開表達了惋惜之意。

Nereus_750_338053▲ 在探測中失踪的 Nereus 海神號(圖片來源

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