一辆深海采矿车,走出“S、J”形,乍看难度不高,要在海底走出来却难上加难。上海交通大学崖州湾深海科技研究院(以下简称交大深海研究院)研发的深海重载作业采矿车“开拓一号”7月25日至8月3日在1300米的深海完成了这个“舞步”。

　　8月30日至9月11日,在海上测试期间,恰逢台风“康森”和“灿都”过境,交大深海研究院海洋工程团队研制的“深蓝号”系列波浪滑翔机却经受住了大风大浪的考验,这是一种由波浪能驱动的水面无人自主航行器,并利用太阳能来提供通讯、控制以及数据采集所需的能源,可实现无限航程的续航。

　　海底废弃物堆积怎么办?“海洋守护者”来解决。10月23日至24日,在宁远河入海口附近海域,交大深海研究院发明研制的首台滨海水下废弃物清扫机器人“海洋守护者”成功完成海试,能够对浅埋于海底的废弃物进行搜寻和回收清理。

　　近日,上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院提交一批深海科技创新成果,涉及深海采矿、生态环境保护、无人潜航器、超材料、预警系统等方面,经过多次海试反复验证、攻关克难,测试指标达到预期。项目获得三亚崖州湾科技城管理局2019年深海科技先导创新项目资金支持,顺利通过项目结题验收。

　　针对深水海洋区域的矿藏资源开发需要,开发了一套适应我国海洋资源开发,达到国际先进水平的深海海底多金属结核采集装置。自主研发深海集矿实验测试系统,创新提出内循环双喷射水力提升、矿景自适应集矿控制、矿仓高效布矿和反冲式防堵等系列关键技术,解决了矿石环保、高效、安全采集的难题。建立的地形图像重构方法和多线程协调控制方法,可在复杂海底开展集矿作业,实现了环境感知、矿石“集-输-储”一体化控制。

　　为改善船舶与海洋装备长期在风、浪、流等激振力环境中运行产生的振动和噪声问题,研究团队基于抗爆抗冲击材料方面的多年研究基础,开展了可承载、指定带隙频段的负泊松比轻质海洋超材料研发,该技术达到国际先进水平。

　　针对我国海洋生态文明建设的重大战略需求,为破解当前海洋塑料污染日益严重且难以有效清理的难题,该项目突破了水下行进和精准操控、塑料废弃物高效水力收集、废弃物分布感知和清扫路径规划等关键技术,创新“水中悬浮+海底行走”的双作业模式,完成样机研制,填补了我国海洋环境治理高端装备的空白,具有良好的产业化示范应用前景。

　　如何让滑翔机在海洋环境长期稳定自主运行,是行业面临的挑战。该项目突破了光-波能源优化利用、原位保持与路径跟踪控制、低视角多目标感知与智能避障等技术难题,不断提高复杂海洋环境中的适应能力及可靠性,为产业化应用奠定了重要基础。

　　针对海洋内波环境中深海装备安全保障预警问题,通过研究获得了三类内孤立波理论表征规律及预报模型的适用性条件,建立了四类深海浮式平台内孤立波载荷预报模型和内孤立波与平台系泊/动力定位作用理论模型。建立的内波理论和内波载荷计算模型,是国际首个完整的理论体系,为深海浮式平台内波载荷预报和平台定位能力评估提供了科学有效的方法。

　　深入贯彻海洋强国战略,发挥优势学科力量,上海交通大学创办上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院,建院以来,积极承接各类科研攻关任务二十余项,开展深海科考及海上试验十余次,取得了实物样机、软件著作权登记、发明专利授权、研究技术报告、测试报告、科技论文等较为丰硕的科研成果。经过测试的科研成果将进入推广应用阶段,研究院将积极与成果使用领域相关单位结合,落实科研成果转化应用具体方案,推动科研成果高效利用,实现产学研用融合发展。