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大堡礁首次实现机器人水下种草!海草床修复效率有望提升千倍

2026-04-24 16:33:18 | 小编 | 点击数:

  

大堡礁首次实现机器人水下种草!海草床修复效率有望提升千倍(图1)

  Mako属于自主水下航行器(UUV),它不是简单的撒种。它搭载着小型机器人钻头,将种子(主要是南半球温带性海草物种——穆氏矮大叶藻)精准植入海底沉积物的一定深度。它能在低能见度和强水流环境下工作,并具备自主测绘海底的能力。这是大堡礁历史上首次使用机器人进行海草种植,也是全球范围内首次在真实复杂海洋环境下实现“钻入式精准补植”。

  大堡礁(GBR)的海草修复工作现在面临一个很现实的效率瓶颈。根据大堡礁基金会提供的数据,依靠人工潜水员手工种植,在环境理想的情况下,一年大约只能修复5公顷的海草床。但大堡礁实际拥有的海草栖息地面积高达3.5万平方公里,受气候变化、水质变差和沿岸开发影响,海草损耗的速度远快于人工补植的速度。如果不引入自动化技术,这种修复进度根本无法抵消生态流失。

  ▲上图:Mako是一款专门针对深海环境设计的自主水下机器人,它搭载着高精度地图绘制系统和自动化钻探装置,在大堡礁复杂的强洋流环境下,已经能实现从自主选址到精准深种的作业闭环。图源:大堡礁基金会,摄于2026年2月

  为了解决这个问题,大堡礁基金会联合机器人公司Ulysses、中央昆士兰大学,研发了一块名为Mako的水下机器人。2025年7月,研发团队曾经在格拉德斯通(Gladstone)海域进行了为期五天的实地测试。2026年2月公布的测试数据证实,这种自动化种植方案是可行的。

  Mako机器人具备自主导航能力,即便在水流湍急、能见度极低的环境下,也能借助自带的小型机械钻头,将穆氏矮大叶藻(Nanozostera muelleri)种子准确植入海底的预设深度,确保种子不会被洋流冲走。

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  ▲上图:一片穆氏矮大叶藻(N. muelleri)草甸。该物种正是目前大堡礁海草自动化修复项目中的目标藻种。图源:Ulysses Ecosystems Engineering

  技术参数上的提升是这次尝试的关键点。Ulysses公司的联合创始人卡勒姆·奥布莱恩提到,目前的人工修复效率是每年5公顷,而Mako的设计目标是达到每天修复5公顷。这种效率跨越意味着,原本需要数十年才能完成的修复工程,在机器人参与后可以大幅缩短工期。此外,Mako能自主探测海底地形,识别出最适合种植的区域,这不仅节省了前期测绘的人力成本,还提高了修复的针对性。

  从生态功能上看,海草床虽然没有珊瑚礁那样引人注目,但它在海底起着固定沉积物和过滤水质的作用,同时还是极其高效的碳汇资源。大堡礁的海草面积缩减,已经直接威胁到了绿海龟和海牛的食物供应,导致这些物种的种群数量出现下滑。因此,提升海草修复效率具有明确的生态紧迫性。

  ▲上图:正在海底作业的Mako自主水下航行器,它通过自动化装置将穆氏矮大叶藻(N. muelleri)种子精准植入沉积物中。图片来源:Ulysses Ecosystems Engineering

  在实地测试中,Mako也暴露了一些需要改进的工程问题。比如在种子剩余量较低时,由于物理压力变化,种子传输的连续性会受到影响;在海底沉积物硬度发生变化时,钻头的下钻深度也需要更灵敏的反馈调节。

  不过,Mako采用了模块化硬件设计,在偏远的作业现场可以直接更换零件,增强了实地作业的可靠性。

  按照目前的研发规划,未来的机器人还将整合种子采集和后期生长监测功能,形成一套完整的水下自动化作业流程。如果这套技术能够顺利量产并推广,应该能大大的改变目前海洋生态修复成本过高、速度过慢的现状。

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