


我们已经以极度详细的方式绘制了地球表面,对街道、河流和峡谷的图像进行了拍照和分类。但地球上有一个区域仍然是未知的:海底。
百分之九十五的海洋区域尚未得到任何形式的详细测绘。你在网上看到的全球海底地图大多是基于多年来考察收集到的零散数据的近似值。
“我们在Google Ocean上看到的分辨率大约是五公里 [16400英尺],” Ocean Discovery XPrize 的负责人 Jyotika Virmani 说。“想象一下你现在的位置,然后知道只有五公里 [或更大] 的另一个事物。这就是我们目前拥有的分辨率。”
周四,Virmani 宣布了21支进入下一轮 Shell Ocean Discovery XPrize 竞赛的半决赛入围团队,他们有望帮助揭开海底的神秘面纱。
他们将竞争开发新技术,以五米(16英尺)的分辨率绘制海底地图。
这些团队由来自世界各地的研究人员组成,既有学生,也有专业工程师和海洋学家。为了参赛,他们必须设计一个系统,该系统能够比现有的任何测绘技术都运行得更快,并且能在与陆地截然不同的极端温度和压力条件下运行。
“这是一个开发探索新星球的技术的机会,” Virmani 说。
研究人员在解决测绘问题方面拥有很大的自由度。在接下来的竞赛轮中,他们必须在一个500公里的测试区域内绘制至少100平方公里的地图,拍摄海底指定物体的照片,并识别并拍摄五个其他具有地质、生物或考古重要性的物体的照片或视频。他们有16小时的时间收集数据,48小时的时间处理数据。
测试地点将在夏末公布,但我们知道团队将在秋季进行比赛,并且测试地点将位于约2000米深的水域。
团队们采用了多种不同的方法。许多团队正在使用水下无人机群来覆盖更大的测试区域。至少有一个团队,来自法国的 Eauligo,计划使用模仿蜜蜂行为的无人机在海底作业。其他团队则使用无人机在测试地点附近投放自主水下航行器(AUV),还有一些团队,如总部位于新泽西州的 SubUAS 团队,则使用既能在空中也能在水下飞行的无人机。

他们将根据完成任务的效率和速度进行评分。在首轮半决赛的21支队伍中,最多将有10支队伍晋级第二轮。
这10支(或更少)队伍将平分100万美元的基准奖金,并将有时间完善他们的设备,然后再将其送入深海。这一次,他们将被要求在4000米深的水中作业——这是海底的平均深度。
100万美元将颁发给第二名获胜者,400万美元将颁发给第一名获胜者。另外100万美元将颁发给完成由NOAA赞助的额外竞赛的团队,该竞赛要求团队开发能够追踪开阔海洋中化学信号的技术。
所有奖金都是锦上添花,但 Virmani 和其他人希望这些发明能帮助扩展海洋探索的世界,并帮助我们保护我们拥有的海洋。
“为了让某样东西健康,你需要重视它,但为了重视它,你需要理解它,” Virmani 说。
以下是 XPrize 提供的半决赛入围者及其项目的列表:
ARGGONAUTS (德国卡尔斯鲁厄) – 由 Gunnar Brink 领导,该团队正在利用两个先前项目的经验,创造一个由12架智能深海机器人无人机组成的群。
BangaloreRobotics (印度班加罗尔) – 由 Venkatesh Gurappa 领导的国际团队正在开发创新且低成本的水下无人机群。
Blue Devil Ocean Engineering – 杜克大学 (美国北卡罗来纳州达勒姆) – 由 Martin Brooke 领导,杜克大学团队正在使用重型航空无人机,这些无人机可以投放可回收的潜水声纳吊舱。
CFIS (瑞士阿尔奈-苏尔-尼翁) – 由 Toby Jackson 领导,该团队正在设计一个水下机器人群,它们使用激光进行海底测绘以及拍摄有趣的生物和地质构造。
Eauligo (法国尼斯) – 由 Christopher Lewis 领导,该团队正在开发模仿蜜蜂及其行为的微型潜艇,用于绘制和探索深海。
ENVIRODRONE (加拿大安大略省温莎) – 由 Ryan Cant 领导,该团队正在使用能够发射下一代AUV的航空无人机。
Exocetus (美国康涅狄格州沃林福德) – 由 Joe Turner 领导,该团队采用多架低成本水下滑翔机,配备侧扫声纳,进行长时间测绘。
GEBCO-NF (新西兰,全球) – 由 GEBCO-日本财团学者领导的12国团队正在整合现有技术与一艘新的无人水面舰艇,以促进到2030年实现对整个海底的全面测绘。
PISCES (葡萄牙) – 由 Nuno Cruz 领导,该团队正在整合在INESC TEC (波尔图) 和 CINTAL (阿尔加维) 开发的葡萄牙技术,以创建利用协作机器人技术的 PISCES 系统。
KUROSHIO (日本横须贺) – 由 Takeshi Nakatani 领导,该团队正在整合日本大学、研究机构和公司的技术,采取一种以AUV为中心的独特协作方法。
Lehigh Tide (美国宾夕法尼亚州伯利恒) – 由 Matthew Ciolino 领导——利哈伊大学团队正在创建一个成本效益高的自主水下航行器,能够准确扫描海洋。
Ocean Quest (美国加利福尼亚州圣何塞) – 由 Danny Kim 领导,该团队致力于设计一个面向全球学生的海洋STEM平台,以实现利用新技术和新方法进行项目式学习。
Oceanzus (美国新罕布什尔州达勒姆) – 由 James Case 领导,该团队正在创建一个支持多个调查资产的连续运行平台,以实现测绘目标。
OD-Africa (加纳阿克拉) – 由 Mark Amo-Boateng 领导,该团队正在构建智能低成本模块化AUV/ROV系统,利用先进的人工智能和算法进行导航和探索海洋,以实现海洋探索的民主化。
Orca Robotics (美国加利福尼亚州圣迭戈) – 由 Phillip Rhyner 领导,该团队正在创建一个水下系统,该系统使用相控阵雷达和计算能力来实时提供结果,这是该方法的新颖应用。
SubUAS (美国新泽西州皮斯卡塔韦) – 由罗格斯大学教授 Javier Diez 领导,该团队创建了一款支持人工智能的无人机,能够快速飞往偏远的调查地点,潜入水中,并使用第二组螺旋桨进行导航和智能水下探索,然后在返回起飞点下载数据、充电和返航。
Tampa Deep-Sea X-plorers (美国佛罗里达州坦帕) – 由 Edward Larson 领导,该团队正在使用现有的侧扫声纳技术和多架AUV来覆盖大片测绘区域。
Team Tao (英国纽卡斯尔) – 由 Dale Wakeham 领导,该团队正在开发一个自主群系统,用于快速进行从海面到深海的探索。
Texas A&M University Ocean Engineering (美国德克萨斯州大学城) – 由 Dylan Blakeslee 领导,并与德克萨斯A&M大学的成功校友合作;该大学团队正在使用无人船和配备创新导航系统、可再生能源发电和化学传感技术的AUV来探索偏远的海洋栖息地。
Virginia DEEP-X — Virginia Tech (美国弗吉尼亚州布莱克斯堡) – 由 Dan Stilwell 领导,弗吉尼亚理工学院团队正在开发小型低成本的水下航行器,它们之间可以协同工作。
X994 (美国德克萨斯州奥斯汀) – 由 David Ryan 领导,该团队致力于通过软件、人工智能和数据分析的进步来优化海洋的机器人测绘。