水下無人機是怎么樣充電的？

Yi Chao喜歡稱自己為“紙上談兵的海洋學家（armchair oceanographer）”，因為他試過在船上呆了一周，暈船得非常厲害。因此，這位前美國國家航空航天局科學家想要通過讓水下無人機利用其公司的能源收集技術進行充電，從而在更大范圍內促進對海洋的遠程研究，也就不足為奇了。

目前監測世界海洋的許多機器人滑翔機和浮動傳感器站都被有效地當作一次性設備對待，因為研究界在無人機完成將數據傳回國內的任務后，只有數量有限的船只和資金用于取回無人機。這不僅是浪費金錢，也可能導致越來越多的廢棄鋰離子電池因其泄漏的有毒物質污染海洋——這是一種絕對不可持續的研究水下世界秘密的方法。

“我們的目標是部署我們的能源收集系統，以使用可再生能源為這些機器人提供動力，”Chao說，他是初創企業Seatrec的總裁兼首席執行官?！拔覀円淮问∫粋€電池，所以希望不要把更多的有毒電池扔進海里?！?/p>

Chao在加州的創業公司聲稱，其SL1熱能收集系統已經可以幫助研究人員節省資金，相當于將機器人探測器用于海洋數據收集的成本降低了一個數量級。這家初創公司正致力于調整其系統，使其能與自主式水下滑翔機協同工作。此外，該公司還與國防巨頭Northrop Grumman公司合作，為遠洋無人機開發一個水下充電站，該站集成了Northrop Grumman公司的自絕緣電連接器，能夠在通電觸點被淹沒的情況下工作。

Seatrec的能源收集系統利用了某些物質在加熱時從固相轉變為液相，和從液相轉變為氣相的過程。該公司的技術利用這些相變導致的壓力變化來發電。

為了使相變發生，Seatrec的解決方案利用了海洋表面溫暖的水和海洋深處較冷的水之間的溫差。即使是一個相對簡單的機器人探測器也可以通過改變浮力來產生額外的電能，既可以漂浮在水面上，也可以沉到較冷的深度。

通過附加一個外部能量收集模塊，Seatrec已經開始將機器人探測器轉變成可以充電和再利用的資產，比每次派船去取回探測器更經濟實惠。這種可再生能源方法可以讓這種無人機幾乎無限期地運行，除非出現電氣或機械故障。Chao解釋說：“我們只要將背包固定在機器人上，給了它們提供電源的電纜，它們就可以進入海洋?！?/p>

Seatrec產品的早期購買者主要是使用水下無人機收集海洋學數據的學術研究人員。但這家初創企業也吸引了軍方和政府的興趣。它已經從美國海軍研究辦公室（U.S. Office of Naval Research）和國家海洋和大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）獲得了小企業創新研究合同。

Seatrec還獲得了由美國能源部和NOAA管理的“推動藍色經濟：海洋觀測獎”（Powering the Blue Economy: Ocean Observing Prize）下的兩項獎，獎金為一萬美元。早在2020年3月的DISCOVER競賽階段，所頒發的獎品包括與Northrop Grumman公司聯合授予的“無限任務無人機潛航器站”概念獎項。這家初創公司和國防巨頭目前正在尋找一家機器人公司，以合作開展“海洋觀測獎”的開發競爭階段，該獎項將提供總額為300萬美元的獎金。

從長遠來看，Seatrec希望它的能源收集技術能夠支持商業企業，比如經營大型水下農場的水產養殖業。這項技術還可以支持水下無人駕駛飛機進行海底調查，為深海采礦項目鋪平道路，盡管這些項目由于預計會對環境造成影響而引起爭議。

在所有可能的應用中，Chao似乎特別熱衷于Seatrec可再生能源技術的前景，這項技術使水下無人機和漂浮器能夠長時間收集海洋數據。20年里，他大部分時間在位于加州福尼亞州帕薩迪納市的NASA Jet Propulsion實驗室工作，在那里他幫助開發了一顆用于監測地球海洋的衛星。但他和該實驗室工程團隊（開發Seatrec核心技術）相信，大量的水下無人機可以提供一個持續的監控網絡，從而真正開始深入了解海洋。

COVID-19大流行在一定程度上減緩了Seatrec產品的生產和交付，原因是當地停產和供應鏈中斷。不過，這家初創公司能夠繼續運營，部分原因是它被認為是一家經營重要制造設施的國防承包商。Seatrec的工程師和其他工作人員正在輪班工作，以實現社交隔離。

Chao說：“我們不是要為政府建立一兩個充電站，而是要擴大規模以建立成千上萬個，數十萬個，甚至最好是數百萬個，這樣我們就可以增進理解并向社會提供這些數據?！?br /> 責任編輯人：CC