By 超神經
內容提要：浩瀚無際的海洋，擁有著豐富的生物與地質資源，但對於人類來說，它一直充滿著神秘感。近年來，在技術助力下，我國的海洋科考取得了長足的發展，人工智慧也已加入這一領域，未來海洋科考即將實現智能化、無人化。
關鍵詞：海洋科考 自動化 智能型科考船
海洋覆蓋著地球表面的 71%，它是決定地球日常氣候變化的主要因素之一，此外，形式多樣的大海洋流，對於海洋生物的分布、航海事業等都會產生重大影響。
探索海洋，對於氣象水文、漁業、航運、軍事以及能源領域等，都有著至關重要重要意義。
大海深處，隱藏著未知的科學與風險
從古至今，人類從未停止過對海洋的探索。現代海洋科學體系的建立始於上世紀初，直至 20 世紀中期，海洋研究強國如英國、美國、德國等，都組織了海洋科學考察項目，建設了專門的科考船，設計製造了各種觀測和分析儀器。
我國的海洋科考事業始於二十世紀五十年代，雖然起步較晚，但大有後來居上之勢。「東方紅」、「向陽紅」、「科學」號等系列科考船的相繼問世，極大地提高了我國海洋事業的國際地位。
我國海洋科考船的隊伍在近年不斷壯大
圖為搭載蛟龍號載人潛水器的向陽紅 9 號遠洋科學考察船
海洋科考聽起來有趣，但實際上是一份極為艱苦的工作。
科考隊員們在工作中面臨的艱辛與風險、枯燥與孤獨，是常人難以想像的。他們常常一出海就是數月，甚至更久。以我國向陽紅系列科考船為例，近年來執行的科考任務最短 10 天，最長 230 天，累積航程數萬海裡。
在船上，科考隊員除了要完成緊張、高風險的科研任務，還要承擔航行中的運營工作，克服生理不適，以及承受枯燥、孤獨、思鄉等心理壓力。
雪龍 2 號科考船徵戰冰雪南北極，科考環境更為艱辛
遠在大海深處，沒有網絡信號，船員常常處於失聯狀態。複雜的海上環境，也隨時可能對其造成生命危險。
「向陽紅 16 號」撞擊事故：1993 年 5 月 2 日清晨，我國「向陽紅 16 號」海洋科學考察船，在執行大洋海底多金屬結核資源調查任務時，與賽普勒斯籍「銀角號」貨輪相撞沉沒。最終全船 110 人，107 人獲救，3 人遇難，是我國海洋地質調查史上首次重大海難事故。
「海洋研究所五號」船難事故：2015 年 10 月 10 日，臺灣省科考船「海洋研究所五號」船由於人為操作失誤，在澎湖外海發生船難，全船 45 人中，有 2 人遇難。
這些事故的發生，造成的生命與經濟損失都無可挽回，付出沉重代價的同時，研究人員也在努力提升技術，讓科考裝備逐漸智能化、無人化，以避免悲劇的重演。
隨著人工智慧技術的發展，智能化無人系統母船呼之欲出，為海洋科考工作帶來新的發展方向。
首艘無人智能科考船，讓科研高效安全
無人科考船，即將在 2022 年面世。
12 月 18 日，南方海洋實驗室與中國艦船研究設計中心、中船黃埔文衝船舶有限公司，共同籤署了智能型無人系統母船的設計建造合同，將建造中國首艘智能型無人系統母船。項目預估設計及建造周期為 18～20 個月，預計 2022 年交付使用。
無人系統母船設計效果圖，由清華大學美術學院
唐林濤教授團隊負責外觀總體設計
註：母船，譯自英文 mother ship，在海洋科考中，母船作為海面基地，通常搭載載人或無人深淵器以及著陸器，開展科學調查和資源勘探。
這艘智能型無人系統母船未來感十足，為我國首創。無人化與智能化技術，使其無需人為參與，可獨立自主完成海洋觀測任務，因此，在惡劣、危險等極端條件下，進行科考任務也成為可能。
作為一艘具有革命性意義的智能型科考船，它具有以下幾個過人之處。
亮點一：可智能遙控、自主航行
它將是中國首艘可智能遙控、自主航行的科考船，其首次應用空、海、潛無人系統的跨域協同控制技術，將能實現無人機、無人艇、無人潛器等無人系統之間的協同作業。
該船可搭載及布放多種類、批量化的
空、海、潛立體探測無人系統
該母船可在目標海區批量化布放空、海、潛無人系統，從而實現對特定目標的立體、動態觀測。此外，在智能母船的支持下，無人系統整體具備了快速轉場和集群化作業能力，能夠快速、高質量響應觀測任務。
亮點二：搭載智能觀測系統，效率飛升
據介紹，母船所用的「智能快速機動海洋立體觀測系統（IMOSOS）」項目，於 2019 年正式立項。
據專家介紹，利用 IMOSOS 系統，艦船可實時獲取和評估不同空間尺度海洋環境信息，預測海洋資源、環境和氣候的時空變化，研究和創新海洋多尺度變化及其氣候資源效應機理。
IMOSOS 系統
此外，該系統還可以為海洋防災減災、海底精細測繪、海洋環境監測、海上風電場維護等提供高效的工具。
此前，經過系統演示驗證，搭載該系統後，無人船艇能夠實現集群作業，作業效率較單一作業船舶效率提升 10 倍，並大大縮短了作業窗口期。
人工智慧技術的介入，使得科考船擺脫了載人、危險環境等限制，大大降低了海洋科考難度及成本，科考能力與範圍也得到提升，這對於傳統海洋調查方式具有突破性的意義。
可以想見，未來無人科考船將能夠獨自深入大海中央，應對複雜的海洋環境，完成考察任務，為我們帶回寶貴的勘察數據。
—— 完 ——