继跳水之后，中国也要为深海采矿机制造“水花

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摘要：在日本东京奥运会跳水比赛中，中国运动员依靠前沿的流体力学技术，几乎包揽了所有金牌，并以“水花消失术”给观众留下了深刻的印象。中国的研究人员现在正在使用类似的技术，

在日本东京奥运会跳水比赛中，中国运动员依靠前沿的流体力学技术，几乎包揽了所有金牌，并以“水花消失术”给观众留下了深刻的印象。中国的研究人员现在正在使用类似的技术，帮助笨重的工业机器人以类似的方式潜水。

1.中国研究人员突破采矿水花难题，为挖掘海底矿产资源做准备

近年来，越来越多的中国深海采矿机器人被投入世界海洋。我国自主研发的“鲲龙500”型号在设计时可在最大6000米的深度作业，在一个小时内，这台机器可以定位、分解并收集10吨矿石。然而随着试运行时间的增加，科学家和工程师发现了一些问题，如果不能妥善解决，可能会影响这些机器的长期运行。

中国深海采矿机器“鲲龙500”于2018年进行海试

典型的深海采矿机器人的形状大小和推土机差不多，能够承受海床上的巨大压力，有时海床深度达数千米。但是当机器进入水中时，不可避免地会产生巨大的水花，这些水花能在一瞬间释放出巨大的能量，对自动采矿机的机械部件、电子设备和系绳部件会产生冲击。

长沙中南大学机电工程学院戴教授团队进行的实验表明，为了避免伤害采矿机器，入水时的速度应该限制为每秒2米，但是在公海上有很多不确定因素，这并不是一件容易的事。

深海采矿机器人制造的水花具有复杂的结构，包括携带各种工具的机械臂，这与人类的水花相似。但研究人员表示，与自由落体潜水员不同的是，这款机器人是通过绳索下降的，风和海浪造成的摆动增加了它运动的不确定性。

根据这项新研究，它有时可能以每秒4米的相对速度撞击海洋表面，如果不是更快的话，产生的飞溅太大，机器无法承受。在大约每秒2米的速度下，机器人可以在安全和效率之间取得平衡。

研究人员还发现，受到最大冲击的区域并不是一般认为的机器人底部，而是机械手臂的下端及其附近的身体结构，这些知识将帮助操作人员减少因冲击造成的不平衡。

2.日本美国采矿“深陷泥沼”，中国吸取教训提议不破坏环境

早在20世纪50年代，包括美国在内的一些西方国家就进行了深海采矿的试验挖掘。这些努力大多都以失败告终。去年，在西方引领水下采矿技术发展的加拿大公司鹦鹉螺矿业公司破产。

最大的挑战是环境，这影响着人类仍然知之甚少的生态系统。在今年早些时候提交给中央政府的一份咨询报告中，上海高级海洋地质学家王教授表示，中国近年来在深海研究和技术方面取得了领先地位，但中国需要吸取西方国家的教训，避免落入陷阱。包括美国和日本在内的一些国家低估了深海采矿的技术和环境挑战，并为此付出了沉重的代价。

尽管中国在某些部件上仍然依赖国外供应，但在深海采矿硬件方面已经取得了一系列突破，包括用于极端环境的液压泵、用于机器人控制的人工智能以及深海的通信和定位技术。

研究人员也从政府获得了更多的资金来研究深海环境，在地球上一些最深的地方发现了从前未知的鱼类和巨型病毒。政府表示，这种知识和技术优势将帮助中国在联合国牵头起草深海采矿活动的行业标准和环境保护协议。

文章来源：《采矿技术》 网址: http://www.caikuangjishu.cn/zonghexinwen/2022/0107/375.html

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