深海探测技术进展及未来发展趋势
崔维成,邵鑫浩(西湖大学工学院电子信息工程系)
摘要:深海探测是开发海洋资源、研究地球演化和保护地球生态系统的关键技术。综述了2019—2025 年深海探测技术的主要进展,包括潜水器、传感器、通信、能源等领域,展望未来5~10 年的发展趋势。介绍了深海探测的重要性和面临的挑战,以及深海潜水器、传感器与观测、采样与分析、通信与导航、能源,以及大数据与人工智能等多方面技术的现状。分析表明,智能化、长续航和原位实验技术将成为核心方向,但高压环境适应性、能源供应和数据传输仍是主要瓶颈。探讨了智能化与自主化、长续航与能源创新、成本革命等未来发展趋势。期望对推动深海探测技术的可持续发展起到一定的指导作用。
关键词:深海探测;ROV/AUV;原位观测;水下通信;能源技术
目录介绍
1 深海探测技术的主要分类及当前进展
1.1 深海潜水器技术
1.1.1 载人深潜器
1.1.2 无人潜水器
1.1.3 仿鱼型潜水器
1.1.4 两栖航行器
1.2 深海传感器与观测技术
1.2.1 高精度传感器
1.2.2 光学与声学成像技术
1.2.3 原位实验室技术
1.3 深海资源探测与环境监测技术
1.3.1 深海生物探测技术
1.3.2 深海地质探测技术
1.3.3 深海环境监测技术
1.4 深海采样与分析技术
1.4.1 深海沉积物采样
1.4.2 生物样本采集
1.4.3 深海微生物培养与分析技术
1.5 深海通信与导航技术
1.5.1 水下声学通信
1.5.2 惯性导航+人工智能辅助定位
1.6 深海能源技术
1.6.1 深海电池
1.6.2 海洋可再生能源
1.7 深海大数据与人工智能应用
1.7.1 机器学习在深海图像识别中的应用
1.7.2 深海数据可视化与实时分析
1.7.3 数字孪生技术在深海探测中的应用
1.8 深海探测应用案例
2 深海探测技术的未来发展趋势
2.1 智能化与自主化
2.2 长续航与能源创新
2.3 深海原位实验与制造
2.4 深海通信革命
2.5 深海成本革命
2.6 深海探测与商业开发结合
3 当前技术瓶颈与挑战
1) 基础材料与极端环境适应性
2) 能源供应限制
3) 数据获取与传输
4) 成本、可持续性与海洋环保
5) 国际形势、地缘政治与政策法规
6) 国产设备发展
4 结论与展望
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