远洋机器人登陆澳大利亚，完成 9,000 英里的自主太平洋穿越

去年 11 月，Liquid Robotics 将四台全新的 Wave Glider 机器人投放到旧金山海岸附近的海域，希望能够创造历史并在未来学到一些东西。其中两台机器人将前往日本，另外两台将前往澳大利亚，两个目的地距离约为 9,000 海里。这将是无人驾驶汽车有史以来最长的旅程，它将缓慢而稳定地穿越整个太平洋，一路收集和传输高分辨率海洋和大气数据，仅在夏威夷停留进行快速维护检查——如果它们能到达那么远的话。

于是 Liquid Robotics 的工程师们将机器人扔进汹涌的海水中，然后放任它们自由移动，他们和其他人一样不确定这些机器人能否经受住横跨太平洋必定会遇到的天气、海浪和野生动物的考验。毕竟，那里有鲨鱼。巨浪和强风。那里有大量的海水，它本身就是一种破坏和破坏机械系统的力量。然而，在发射一年后，被称为“Papa Mau”的 Wave Glider 绕过大堡礁，于上周抵达澳大利亚昆士兰州海岸，距离它的出发地有半个地球那么远，只是磨损得有些厉害。

“海洋表面对设备的折磨程度令人吃惊。”不要忽视这个故事在这个里程碑中的重要性。Papa Mau 和其他三架 Wave Glider 仍然在向目的地划行，这无疑取得了开创性成就，但与大多数首航一样，与随后的航行相比，这次航行的影响很快就会黯然失色。Liquid Robotics 开始证明其 Wave Glider 可以花几个月甚至一年的时间穿越海洋，传回数据，中间甚至不会停下来抽根烟（除了短暂的夏威夷停留）。在回答了这项技术是否真的能胜任这项任务的关键问题后，Liquid Robotics 现在可以回答一个更广泛的问题：我们接下来想知道什么？

Liquid Robotics 运营高级副总裁 Graham Hine 表示：“我们一直认为这种跨洋航行是可能的，因此我们设计了这个平台来实现这一目标。但实际上，要实现从北半球到南半球 9,000 英里的旅程，这是该平台的延伸目标。只要海浪还在，波浪利用能力就应该是永久的，但要证明硬件确实能够经受住波浪的考验，这是这项技术演示的最大部分。”

对于那些不了解 Wave Glider 的人，我们来快速了解一下：Wave Glider 是第一款无人驾驶的自主海上机器人，其推进力完全来自海浪。该系统由两部分组成，包括一个浮在水面上的浮筒和一个在水面下约 23 英尺处移动的系留潜艇装置。Wave Glider 不会将波浪能转化为发动机或类似装置的动力——机器人的独特结构使其能够随着每次波浪将浮筒装置抬起而获得一点向前的推力（此处有视觉解释）。它移动得并不快，但只要海洋继续移动，机器人就会继续移动。

这使得 Wave Glider 成为一系列科学任务的理想选择，这些任务不需要快速移动，实际上也不想快速移动。遍布浮动装置的太阳能电池板可以为一系列仪器供电——在 Papa Mau 的案例中，这些仪器包括一个测量气温、气压和风速的气象站，以及一个记录高度、周期和方向的波浪传感器，一个能够测量叶绿素 A 的潜水荧光计，以及一个能够测量水中溶解氧的 CTD（电导率、温度、深度）有效载荷。传感器包的设计目的不是发现任何特定的东西，而只是创建一个前所未有的数据集——每十分钟刷新一次并上传到铱星卫星网络——当 Papa Mau 艰难地穿越太平洋时。这或多或少就是 Wave Glider 背后的整个想法：持续不间断地收集海洋数据，如果可能的话，直到时间的尽头。

目前，在成功完成 9,000 海里的 PacX（太平洋穿越）航行之后，这一目标看起来比一年前更有可能实现。虽然 Wave Glider 并不像鱼叉那样划破水面——老实说，它看起来甚至不太酷，就像一块覆盖着太阳能电池板的冲浪板拖着一根旧的模拟电视天线——但它承诺拥有无限期停留在海上的独特能力，或者至少在发生故障之前。Liquid Robotics 面临的挑战是确保不会发生任何故障。但当一个人独自在大海中央时，很多事情都可能出错。

“海洋表面对设备的折磨程度令人惊叹，”海因说。PacX Wave Glider 现在已经经受住了 25 英尺高的海浪、严酷的阳光照射、风暴带来的强风，甚至还经受住了海洋生物的好奇。Papa Mau 的一个姊妹机器人在夏威夷停留期间必须拔掉一块鲨鱼牙齿——事实证明，Liquid Robotics 为机器人选择的防护漆颜色被海因采访过的一些资深船长称为“咬我白”。

尽管出现了一些意想不到的故障——例如，Papa Mau 在澳大利亚航程中的同伴莫名其妙地比 Papa Mau 行驶得慢，而其中一台飞往日本的机器人出现了转向故障——但 Wave Glider 还是证明了它是 Liquid Robotics 所希望的坚固耐用的远洋平台。今年早些时候，一架用于测试美国国家海洋和大气管理局在墨西哥湾天气监测能力的 Wave Glider 试验台在那里停留了很长时间。第二架 NOAA Wave Glider 在 10 月飓风桑迪登陆新泽西海岸之前经受住了飓风桑迪的全面冲击。现在，Papa Mau 已经上岸了。

“当我在澳大利亚将 Papa Mau 从水中打捞出来时，除了一些油漆褪色（这是意料之中的）和一些藤壶堆积外，该系统确实可以重新下水了，”Hine 说道。所有关键系统（包括太阳能电池板和电子设备）都保持完好，可以继续部署。

PacX 穿越不仅证明了 Wave Glider 的适应性，还证明了其作为科学数据收集平台的实用性。它对水和大气特征的长期表面读数创造了前所未有的高分辨率数据，Liquid Robotics 已在其网站上免费向希望将其用于研究目的的任何人提供这些数据。PacX 穿越已经产生了科学影响。例如，Papa Mau 穿越了赤道太平洋 1,200 多英里的大规模藻华区，带回了大量浮游植物增殖的数据，据信这会影响海洋生态系统和大气碳循环。通常对这类藻华的研究是通过卫星从太空进行的。Papa Mau 将研究仪器放在藻华的正中央，然后在那里停留了数周。

事实上，Wave Glider 已被证明是海洋数据收集的绝佳解决方案，Liquid Robotics 一直在寻找新的问题来解决，为能够为机器人提出最具成效和创新性的科学任务的研究团队提供 50,000 美元的研究补助金（由 BP 赞助）以及 Wave Glider 和支持团队六个月的使用权（目前有五名入围者正在考虑获奖）。该公司希望这将确保 Wave Glider 继续用于前瞻性的科学研究。它还将确保在其他三个 PacX 机器人到达目的地后，Wave Glider 能够积极地返回水中。

此后，尚不清楚 Liquid Robotics 的 Wave Glider 下一步将追求哪些雄心勃勃的里程碑。Hine 表示，该公司一直在考虑一些想法，比如环绕南极洲航行、从北极航行到南极，或者模仿麦哲伦环球航行的历史，但这些想法既具有象征意义，也具有科学意义。Liquid Robotics 真正希望看到的是整个 Wave Glider 舰队响应社会号召，更好地了解我们的海洋、大气以及它们给地球带来的气候。

“我很高兴看到大家深入研究数据集，并弄清楚如何将它们应用于海洋科学，”海因说。“了解洋中洋流的作用——它们是我们气候的主要驱动因素。有人认为，这些藻华很重要，需要了解，因为它们是大气中的一个重要变量——它们呼吸并吸收二氧化碳。我认为更大的建议是，如果其中一次旅行如此有趣，那么看到这些测量持续进行难道不是很有趣吗？”

这就是我们的最终目标：海洋上布满了机器人传感器，它们将连续不断的数据流传回岸上，改善从气候和天气模型到海洋测绘、自然渔业管理到商业航运效率等各个方面，本质上是改善我们对维持地球上生命的海洋的了解以及与海洋的关系。这并非不可行，正如 Papa Mau 所证明的那样，这项技术如今已经存在。“与在海上运送船只相比，在水中放置几个​​机器人非常便宜，而且你可以得到非常有趣和相关的科学数据，”Hine 说。“这可以帮助我们了解我们的世界。”