五大未來(lái)水下探測(cè)器：熒光蝌蚪可檢測(cè)水污染
據(jù)美國(guó)《大眾機(jī)械》雜志網(wǎng)站報(bào)道，科學(xué)家們近期發(fā)明了一系列水下探索工具，如深海漫游者、機(jī)器魚以及熒光蝌蚪等。未來(lái)，它們將能夠幫助科學(xué)家們探索水下資源，研究氣候變化和環(huán)境污染對(duì)地球水資源的影響等。以下是五種最新研制的未來(lái)水下探測(cè)器：
1. 深海漫游者
深海漫游者
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“深海漫游者”由美國(guó)蒙特雷灣水族館研究所科學(xué)家所研制。今年7月，重達(dá)3000磅(約合1361公斤)的“深海漫游者”開始在美國(guó)加利福尼亞附近海域的海底爬行了25英里(約合40公里)。“深海漫游者”由鈦材料和泡沫材料制成。由于使用鈦材料，它可以承受的最大壓力為每平方英寸6000磅(約合每平方米4218418公斤)；由于使用泡沫材料，因此它的體重至少減少了100磅(約合45公斤)，這樣它就不會(huì)因?yàn)樯眢w太重而陷入海底的沉積物之中。“深海漫游者”在海底漫游的過程中，拍下了大量海底圖片，同時(shí)測(cè)量了海底有機(jī)物的氧氣消耗量？茖W(xué)家們將依據(jù)這些數(shù)據(jù)研究氣候變化對(duì)海下生物群落的影響。未來(lái)，“深海漫游者”將開展更深入的海底研究，包括探索海底資源。根據(jù)計(jì)劃，“深海漫游者”下一步將在加州海域執(zhí)行一項(xiàng)更為艱巨的海底探索任務(wù)，行程140英里(約合225公里)，為期6個(gè)月，潛水深度達(dá)4000米。
2. 機(jī)器魚
機(jī)器魚
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五年前，麻省理工學(xué)院的工程師卡馬爾-約瑟夫和帕波羅-瓦爾蒂維亞研制出首款機(jī)器魚。最近，他們?cè)诖嘶A(chǔ)上利用更柔軟的聚合體材料研制出了一款更像魚類的機(jī)器魚原型。新款機(jī)器魚更加靈活而簡(jiǎn)單，零部件更少，總共只有十件，而最早的一款則有數(shù)千件。新款機(jī)器魚不到一英尺(約合0.3米)長(zhǎng)，看起來(lái)有點(diǎn)像鮭魚，而老款則更像金槍魚。正是借助體小靈活的特點(diǎn)，新款機(jī)器魚可以代替許多大型水下探測(cè)器，進(jìn)入一些狹窄水域搜集水污染情況和水下生態(tài)環(huán)境信息。在最初的測(cè)試中，工程師們是利用外部電源為機(jī)器魚體內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)提供能量。他們下一步計(jì)劃是將內(nèi)置電池與機(jī)器魚一體化，真正實(shí)現(xiàn)機(jī)器魚的水下自動(dòng)化作業(yè)。
3. 水下傳感器網(wǎng)絡(luò)
水下傳感器網(wǎng)絡(luò)
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美國(guó)貝肯研究所和IBM公司正在聯(lián)合研制一種名為“河流與河口觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)”(REON)的傳感器網(wǎng)絡(luò)。他們將把這種傳感器網(wǎng)絡(luò)部署于315英里(約合507公里)長(zhǎng)的美國(guó)哈德遜河之上，對(duì)哈德遜河進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。目前，哈德遜河上已經(jīng)有兩個(gè)太陽(yáng)能動(dòng)力傳感器陣列和數(shù)個(gè)移動(dòng)的傳感器。據(jù)項(xiàng)目工程師詹姆斯-邦納爾介紹，最終整個(gè)REON網(wǎng)絡(luò)將擁有數(shù)百個(gè)傳感器，每一個(gè)傳感器都擁有獨(dú)立的計(jì)算機(jī)芯片。它們將負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)收集與分析河流的生物、水質(zhì)、化學(xué)物質(zhì)等信息。此外，傳感器網(wǎng)絡(luò)還裝備有光學(xué)成像系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整條河流的可視化監(jiān)測(cè)。科學(xué)家們將利用顯微鏡和基因排序技術(shù)實(shí)施水下微生物檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)。REON網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流將通過無(wú)線通訊方式傳送給陸上科學(xué)家，科學(xué)家將根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析人類對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的影響。
4. 自治水下探測(cè)器
自治水下探測(cè)器
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2009年11月，美國(guó)加州斯克里普斯海洋研究所的科學(xué)家開始研制一種遠(yuǎn)程控制水下機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)研究計(jì)劃，第一階段該網(wǎng)絡(luò)將包括26個(gè)球狀水下探測(cè)器，其中6個(gè)有足球大小，另外20個(gè)體積要相對(duì)小一些。科學(xué)家準(zhǔn)備將這組水下探測(cè)器部署于被毒質(zhì)污染或被有害藻類蔓延的水域中，代替潛水員搜集水質(zhì)數(shù)據(jù)。此外，科學(xué)家們還準(zhǔn)備利用這種水下探測(cè)器來(lái)監(jiān)測(cè)和分析海洋洋流的動(dòng)態(tài)、溫度、鹽份等信息。
5. 熒光蝌蚪
熒光蝌蚪
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美國(guó)懷俄明大學(xué)物理學(xué)家保羅-約翰遜正領(lǐng)導(dǎo)一支科研團(tuán)隊(duì)在研制一種污染檢測(cè)蝌蚪。他們利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)在一種非洲有爪青蛙的蝌蚪體內(nèi)注入了一種熒光蛋白。當(dāng)這些轉(zhuǎn)基因蝌蚪遇到化學(xué)物質(zhì)時(shí)，它們的身體會(huì)發(fā)亮。根據(jù)熒光蝌蚪遇到的化學(xué)物質(zhì)的多少，它們身體的亮度也有所不同。將來(lái)，這種蝌蚪可以用來(lái)檢測(cè)水中的有毒物質(zhì)。這種檢測(cè)方法不僅速度快，而且實(shí)施起來(lái)比使用水下機(jī)器人更方便、更經(jīng)濟(jì)。
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