海底2000米以下的冷水珊瑚林，曾是魚群棲息的“水下熱帶雨林”。然而，過度捕撈和石油開采讓這些生態系統傷痕累累——全球70%的深海軟底棲息地已遭破壞，修復成本高達每公頃百萬歐元。最近，歐盟多國科學家在《Engineering》發表研究，提出用“水下機器人軍團”實現深海大規模生態修復，將傳統作業成本降低三個數量級，相關技術已在挪威海和地中海試點。

從“潛水員種珊瑚”到“機器人種田”

傳統深海修復依賴潛水員和科考船，但人類無法潛入200米以下區域，而99%的海洋棲息地位于這一深度。研究團隊借鑒農業機器人思路，設計了一套“深海種田”方案：爬行機器人（如MANSIO-VIATOR）搭載機械臂，能在海底自主移動并“種植”珊瑚碎片；自主水下航行器（AUV）則像“無人機播種機”，精準投擲人工礁石基質。

關鍵突破在于動態聲學定位網絡?？茖W家在海底部署多個聲吶信標（類似水下GPS），讓機器人通過長基線（LBL）和超短基線（USBL）技術實現厘米級定位。論文通訊作者Jacopo Aguzzi比喻：“這相當于給海底裝了一套導航系統，機器人能像農民插秧一樣，按規劃路線種珊瑚?！?/p>

“生物身份證掃描儀”與“珊瑚ICU”

修復效果如何監測？團隊開發了兩種“黑科技”：

  1. 環境DNA（eDNA）傳感器：通過分析海水中的生物DNA片段，實時掃描珊瑚幼蟲、魚類等生物多樣性，靈敏度比傳統采樣高90%。
  2. 激光3D掃描爬蟲：搭載微距鏡頭和激光的爬行器，能拍攝珊瑚生長毫米級變化，并檢測沉積物中的氧氣消耗速率，判斷生態系統“呼吸健康”。

實驗中，挪威海冷水珊瑚的幼蟲附著率從自然恢復的5%提升至人工礁石的82%。更妙的是，機器人還能當“珊瑚ICU護士”——用軟體機械臂將受損珊瑚轉移到人工礁石上，存活率比自然恢復快10倍。

成本大降的秘訣：聲學通信替代衛星

傳統深?？瓶即咳者\營成本超3萬歐元，而機器人網絡可自主工作數月。團隊算了一筆賬：用AUV投擲1000個人工礁石單元，成本僅為船載作業的1/1000；聲學通信模塊替代衛星傳輸，數據流量壓縮至1/10。不過，現有技術仍有兩大約束：機器人電池續航僅48小時，且軟體珊瑚的機械臂抓取精度需達毫米級。

未來想象：給海底裝“生態充電樁”

研究團隊正探索海底充電站：將氫燃料電池封裝在耐壓艙中，機器人可定期“加油”。同時，仿生機械臂模仿海星觸手抓取，避免損傷脆弱生物。西班牙試點項目顯示，搭載這類設備的爬行器已能在海底連續工作2周，修復效率比傳統方法提升20倍。

“這不僅是技術突破，更是海洋治理的范式變革?！闭撐暮现逺oberto Danovaro強調，動態修復網絡未來或用于監測海底采礦污染，甚至重建被氣候變暖摧毀的珊瑚礁。

來源: Engineering