Pliant Energy表示，其C射線機器人可能是侵入性較小的海洋採礦工具
Gif：Pliant Energy Systems / IEEE頻譜Pliant的Velox原型使用起伏的鰭片以低速移動大量水。
一場關於深海命運的戰鬥正在醞釀之中。大量的海底富含金屬-鎳，銅，鈷，鋅-這些是製造電動汽車電池，太陽能電池板和智慧型手機的關鍵。礦業公司已提議刮and並吸塵黑暗的廣闊區域，以提供金屬密集型技術的補給品。海洋科學家和環保主義者反對這樣的計劃，警告對脆弱的生態系統造成巨大且可能永久的破壞。
Pietro Filardo是致力於尋找共同點的技術開發人員之一。
圖片：柔能系統
他的公司Pliant Energy Systems建造了看起來像黑色機械黃貂魚的東西。它柔軟的波紋鰭片採用雙曲線幾何形狀，以行進的波浪形運動，從而將滑板大小的設備推入水中。Filardo的團隊正在紐約布魯克林的通風海濱實驗室中開發工具和算法，以將機器人轉變為配備有夾具的自動裝置。他們的目標是在不破壞珍貴棲息地的情況下，從海底採出多金屬結核（馬鈴薯大小的珍貴礦石）。
「一方面，我們需要這些金屬帶電和脫碳。另一方面，人們擔心我們將摧毀我們鮮為人知的深海生態系統。」 他將深海採礦描述為Pliant機器人的「殺手級應用」，這對於初創企業的微創設計可能是有利可圖的用途。
如何開採深海以及在何處開採最終取決於國際海底管理局（ISA），該組織由168個成員國組成。預計在10月，政府間機構將採用一套廣泛的技術和環境標準，即《採礦法》，這可能為私人公司進入大面積海底鋪平道路。
ISA已經向 大西洋，太平洋和印度洋部分地區的承包商授予了30份勘探許可證。一半以上的許可證用於勘探多金屬結核，主要是在克拉裡昂-克利珀頓區（Clarion-Clipperton Area），這是夏威夷以南和墨西哥以西的熱點地區。
自1970年代以來，研究人員已經在主要的國家水域測試了結核礦開採技術。現有的方法包括用液壓吸泥機清掃海底，以抽出沉積物，過濾出礦物質，並將產生的泥漿傾倒在海洋或尾礦池中。在印度，國家海洋技術研究所正在製造一種帶有大鏟的履帶式「履帶式」運載工具，以收集，壓碎和泵送結核病直至母船。
採礦支持者表示，這種技術對人類和環境的危害要大於危險的，基於剝削性的陸上採礦方法。但是海洋專家警告說，攪動沉積物並轉移生活在結節上的生物可能會破壞深海棲息地，而這需要數百萬年的時間才能發展。
「我經常談論的一件事是，'如果我們將其破壞，該如何解決？杜恩大學尼古拉斯環境學院教授，深海生物學家辛迪·李·范·多佛（Cindy Lee Van Dover）說。她說，需要做更多的研究來了解對海洋生態系統的潛在影響，海洋生態系統可以促進漁業發展，吸收二氧化碳並產生地球上大部分的氧氣。
還需要進行大量工作才能將機器人轉變為可以在海面以下約6000米處運行的金屬收集器。
照片：Pliant Energy Systems前Pliant工程師Daniel Zimmerman（右）和Michael Weaker致力於開發一個原型，該原型利用河流和溪流（Velox的前身）的能量。
Pliant的第一個原型稱為Velox，可以在遊泳池和淺海「衝浪區」的深處航行，波浪將其衝入沙灘。在Velox內部，板載CPU將功率分配給執行器，這些執行器驅動柔性散熱片中的起伏運動。與螺旋槳推進器不同，螺旋槳推進器使用快速旋轉的葉片以高速移動少量水流，而Pliant的波浪狀鰭片則以低速移動大量水。費拉爾多說，通過利用水的較大表面積，機器人可以使用相對較少的電池輸入來進行快速的局部操縱，從而使該設備能夠工作更長的時間才能充電。
他補充說，這種設計還可以減少海底的沉積物，這在敏感的深海環境中具有潛在的優勢。
布魯克林公司正在與麻省理工學院合作開發一種更大的下一代機器人C-Ray。這種高度機動的設備會像水獺一樣扭曲和滾動。通過使用金屬探測器以及照相機硬體和計算機算法的混合，C-Ray可能會被用於監視衝浪區，從而對贊助該研究計劃的美國海軍造成潛在危害。
插圖：柔能系統收集深海多金屬結核的C射線機器人的概念圖。
合作夥伴的最終目標是部署通過「蜂巢式思維」進行通信的「大量」自主C射線，這些應用程式也將用於開採多金屬結核。Pliant計劃發射數百個配備抓爪的機器人，這些機器人會在海底漫遊，並將結節放在籠子中，這些籠子會漂浮在充滿氣體的提包上。菲拉爾多建議，C射線還可以將結節與價值較低的石頭交換，從而使生物體在海底重新生長。
義大利的一個單獨項目也可能會產生用於拔除富含金屬的球體的新工具。
SILVER2是一種六足機器人，通過反覆頻繁地推擠其腿部，無需藉助照相機或雷射，即可在黑暗而渾濁的海底周圍摸索。
「我們首先看什麼螃蟹做的水下，說：」 馬塞洛Calisti ，在助理教授生物機器人研究所， 在高級研究聖安娜學校。他把這些動作比作人們在水裡深深地行走並用沙子作為槓桿作用的人，或者比喻為平底河船上的「船夫」，該船用一根長木桿將船向前推進。
照片：BioRobotics研究所/聖安那高級研究學院
卡利斯蒂和他的同事們在7月的大部分時間裡都在義大利裡窩那的一個海邊實驗室裡，在淺水中測試了20公斤重的原型。SILVER2配備了一個柔軟的彈性抓手，可以輕輕地包裹住對象，就像將它們託在手掌中一樣。研究人員使用類似螃蟹的機器人在海床上收集塑料垃圾，並將碎屑存放在中央收集箱中。
儘管SILVER2並非用於深海採礦，但Calisti表示，如果他的團隊能夠擴展該技術，他可以預見該領域的潛在應用。
對於像Pliant這樣的開發商來說，他們籌集資金和實現採礦機器人的能力 將在很大程度上取決於國際海底管理局的下次會議。 反對海洋採礦的人士正努力暫停對《採礦法》的討論，以使科學家有更多時間評估風險，並允許特斯拉或蘋果等公司設計需要更少或不同金屬零件的技術。 小號 UCH監管的不確定性可能會從支持新的採礦勸阻投資者接近，可能永遠不會被使用。
生物學家範多佛（Van Dover）說，她並不完全反對《採礦法》。相反，規則應包括嚴格的規定，例如監視環境影響並在發現損壞後立即停止運行的要求。她說：「我不明白為什麼代碼不能寫得這麼好，以至於不允許ISA犯錯。」
分享人類探索新知識，帶你領略未知的魅力， 歡迎訂閱關注「探索全頻」 。