深海技術裝備研制現狀與展望*

李 碩 唐元貴＊＊ 黃 琰 劉鐵軍 劉 健 李 彬 張 鑫 欒振東 王永杰 中國科學院沈陽自動化研究所 沈陽 006 中國科學院海洋研究所 青島 6607 中國科學院半導體研究所 北京 0008

深海技術裝備研制現狀與展望*

李 碩1唐元貴1＊＊黃 琰1劉鐵軍1劉 健1李 彬1張 鑫2欒振東2王永杰3
1 中國科學院沈陽自動化研究所 沈陽 110016
2 中國科學院海洋研究所 青島 266071
3 中國科學院半導體研究所 北京 100083

歷經近半個世紀的努力，我國海洋技術與裝備取得了長足的進步和發展，尤其是近年來，深海技術與裝備的發展為我國海洋科學的創新提供了新的動力。中科院戰略性先導科技專項“熱帶西太平洋海洋系統物質能量交換及其影響”以科學需求為導向，追蹤國際前沿，立足我國深海技術裝備發展現狀，提出研制科學應用目標明確的深海探測與作業裝備，形成具備利用自主式觀測系統、連續觀測與作業系統以及新型海洋傳感器及采樣設備開展綜合性海洋探測與作業的能力。專項執行 4 年的時間，深海技術裝備面向專項科學目標，形成了具有完全自主知識產權的技術裝備，形成了一批有影響的成果，為海洋科學研究提供了先進的技術手段，推動了我國深海探測與作業技術的發展，在我國深海技術裝備發展中發揮了重要的先導作用。

深海技術裝備，自主式觀測，連續觀測與作業，新型海洋觀測傳感器與采樣系統

DOI 10.16418/j.issn.1000-3045.2016.12.005

海洋科學是海洋技術發展的源泉，海洋技術是海洋科學創新的動力。歷史上，海洋學的創新和海洋資源的新發現都是源自海洋調查觀測的結果，可見海洋科學的創新研究與海洋觀測和探測技術密不可分[1]。在中科院“熱帶西太平洋海洋系統物質能量交換及其影響”戰略性先導科技專項中，面向熱帶西太平洋海氣相互作用、黑潮對中國近海的影響等一系列海洋科學問題，設立了“深海探測設備研發與應用”項目，其研究目標是，追蹤國際前沿，自主研發了系列化的具有國際先進水平和能力的海洋技術和裝備，為專項提供海洋科學研究所需的自主式觀測系統、連續觀測與作業系統、新型傳感器以及探測和取樣設備等，為解決和科學分析海洋科學問題及海洋現象提供了技術手段，形成自主知識產權的裝備，推動我國深海探測與作業技術的發展[2]。

1 項目研究內容

面向專項的科學需求，項目主要開展了三類海洋技術裝備的研制與應用工作。

1.1 自主式觀測系統

自主式觀測系統通過母船布放后，脫離母船工作，主要使用相對長期、連續的海洋自主移動觀測平臺，來滿足海洋科學調查對高時空分辨率現場觀測數據或敏感區域自主觀測的實際需求。其主要包括 300 m/1 000 m 水下滑翔自主觀測系統、1 000 m 級長期定點剖面觀測型自主水下機器人（AUV）以及 4 500 m 級深海熱液探測 AUV 等系統。

水下滑翔機是一種將浮標、潛標技術與水下機器人技術相結合的新型海洋環境水下觀測平臺[3]。其通過調整自身浮力提供驅動力，并依靠水平翼的升力將垂直運動轉換為水平運動，同時通過內置姿態控制裝置和航向控制裝置控制其姿態角和航向角，實現連續可控的滑翔運動，來滿足專項對高時空分辨率現場觀測數據或敏感區域自主觀測的需求。水下滑翔自主觀測系統就是利用多臺水下滑翔機協同完成自主觀測任務。

長期定點剖面觀測型 AUV 是一種新型自航式和垂直剖面運動相結合的自主連續觀測系統，通過高精度的雙向浮力調節技術，實現最優水平航行和垂直剖面運動，搭載相關的傳感器，可以獲得超過 30 天的海流、溶解氧、濁度、葉綠素、溫鹽深等海洋要素的長期剖面數據信息，來滿足黑潮流經的敏感海域的長期、定點、連續觀測的需求[4]。

深海熱液探測 AUV 系統是一套集成微地形地貌測量、海底照相、熱液異常探測等傳感器的 4 500 m 級 AUV系統，可以在復雜近海底環境自主航行，可以滿足深海熱液活動區和冷泉區域精細聲學探測和近底光學觀測的需求。

1.2 海洋連續觀測與作業系統

海洋連續觀測與作業系統主要是依托母船開展工作，主要解決海洋物質、能量、熱量等的輸運過程研究急需的連續觀測系統，促進西太平洋及中國近海海洋環流動力學的研究。主要包括：500 m 船載拖曳式光纖溫深剖面連續觀測系統、3 000 m 深海生態過程長期定點觀測系統和 6 000 m 級深海科考型遙控水下機器人（ROV）系統等。

船載拖曳式光纖溫深剖面連續測量系統是一種高密度、高效率船載拖曳式測量裝備，充分發揮系統在時間上和空間上的連續測量的優勢，為海洋調查和科學研究提供了全新的觀測技術手段，以快速高效獲取高時空密度溫深數據[5]。

深海生態過程長期定點觀測系統是一種框架式水下固定觀測平臺，可根據科學需求選擇搭載不同的傳感器，可長期在海底進行連續定點觀測，并且可以通過ROV 來調整觀測的具體位置，可以獲得超過一年的多傳感器同步定點精確觀測數據，來研究深海生態系統的形成與演變機制，生物生長周期和代謝節律，種群隨季節變化等海洋現象。

深海科考型 ROV 系統將是我國首臺自主研發面向科考應用的 6 000 m 級 ROV 裝備，采用全電動推進技術，降低平臺噪聲，減少對環境的影響；采用光纖通信技術實時傳輸視頻及數據，使用先進照明攝像設備，能夠進行水下廣播級高清視頻拍攝；配有高精度導航和定位系統，實現水下多自由度高精度控制；具有豐富設備接口，可搭載多種科考儀器設備，安裝兩臺靈巧機械手，可進行近海底采樣作業。

1.3 新型海洋觀測系列傳感器與采樣系統

新型海洋觀測系列傳感器與采樣系統依托于母船或水下平臺開展工作，通過開展深海生物、生態環境探測技術及傳感器、深海熱液探測技術及傳感器的研制，解決深海環境尚缺少有效的傳感器和系統探測技術問題，提高對該區域深海觀測、探測能力，促進深海生物地球化學循環科學研究的發展。主要包括：基于深海 ROV 平臺的 4 500 m 級拉曼光譜原位定量探測系統、3 000 m/6 000 m 深水可視化可控輕型沉積物柱狀取樣系統、3 000 m 高通量深海海水采樣及分級過濾系統和 4 500 m 級深海極端環境高精度溫度鏈等。

基于深海 ROV 平臺的拉曼光譜原位定量探測系統采用的拉曼光譜具有非接觸、無損并且可多組分同時探測的優點，基于拉曼光譜技術研發的 RiP 系統尤其適用于深海熱液噴口、海底冷泉等極端環境下的原位物質成分探測與分析[6,7]。

深水可視化可控輕型沉積物柱狀取樣系統結合往復式氣動夯擊關鍵技術，采用立式采樣系統收放操作，并增加了實時控制與監測和水下定位等功能的適用于深水的綜合性柱狀沉積物采集。

高通量深海海水采樣及分級過濾系統采用原位過濾獲取樣本的深海取樣方法，為研究深海懸浮顆粒物研究提供一種簡約有效的取樣技術手段，改變了傳統使用采水器采水，提升到船上實驗室進行過濾后取得樣本的工作模式[9]。

深海極端環境高精度溫度鏈，在深海極端環境下對熱液口溫度和冷泉區溫度進行精確的梯度測量，研究深海熱量輸運過程。

2 項目進展

經過 4 年的研制工作，3 種類型的深海技術裝備經過設計、加工、制造、調試以及湖海試驗等研制階段，全面達到了主要技術指標要求。緊密圍繞科學問題，部分技術裝備已經在海上試驗和航次應用中發揮了重要作用，取得了顯著的科研成果。

2.1 初步構建我國面向海洋科學研究的自主式觀測系統技術體系

研制面向海洋科學研究的系列自主式觀測系統，構建我國面向海洋科學研究的自主式觀測系統技術體系，形成了1 000 m 以淺海洋環境長期連續觀測能力和 4 500 m以淺近海底精細探測能力。其中，海洋環境連續觀測時間超過了 1 個月，航程超過了1 000 km，為長期、大范圍海洋觀測奠定了技術基礎，并在國內率先利用大深度AUV 在近海底進行聲光精細探測開展冷泉研究工作。

2.1.1 水下滑翔自主觀測系統

中科院沈陽自動化所主持研制的“海翼”300 m和 1 000 m 兩個系列水下滑翔機，在研制過程中，結合科學目標進行了一系列海試研究，提高了水下滑翔機技術成熟度，引領我國水下滑翔機率先邁入了實際觀測應用階段。水下滑翔機在水面的通信工作狀態及中尺度渦觀測路徑如圖 1 所示。

2014 年 10 月，“海翼”水下滑翔機在南海結束了為期一個多月的海上試驗。在長航程試驗中，水下滑翔機在 55 km×55 km 區域內連續航行，航程突破 1 000 km，達到 1 022.5 km，獲得 229 個 1 000 m 深剖面觀測數據，這是我國水下滑翔機首次持續觀測航程超過1 000 km，持續觀測時間達到 30 天。實驗數據處理發現，在本次試驗區域發生了兩次海洋上層水體混合層變冷的現象，而水下滑翔機的高精度數據為定量分析混合層冷卻的原因提供了強有力的支持。

圖1 水下滑翔機在水面的通信狀態及中尺度渦觀測路徑

2016 年 7 月，3 臺水下滑翔機在南海西于南海西沙群島以東海域開展了中尺度渦觀測實驗。結合遙感衛星數據和漂流浮標數據，分別采用不同的觀測策略對西沙群島以東的一個直徑為 100 km 的中尺度進行為期 15 天的連續觀測。在我國首次使用 3 臺水下滑翔機對海上動態目標的多參數持續觀測，3 臺水下滑翔機累計航程達 1 033 km，成功完成 316 個 1 000 m 級下潛剖面，成功驗證了與衛星遙感數據結合對動態目標進行跟蹤的在線控制策略，為水下滑翔機組網觀測應用奠定了技術基礎。

2.1.2 長期定點剖面觀測型AUV系統

長期定點剖面觀測型 AUV 系統（以下簡稱“探索 1000”）是由沈陽自動化所根據專項提出的科學問題而研制的全新技術裝備，充分結合自主水下機器人和水下滑翔機的技術，突破了高精度、雙向大深度浮力調節和長航時多模態控制等關鍵技術。“探索 1000”具有自主航行、無動力潛浮及監管休眠等工作狀態，在國內尚屬首創，達到了國際先進水平。“探索 1000”AUV 如圖 2 所示。

圖2 “探索1000 AUV”及其觀測數據

2015 年 10月，“探索 1000”在大連獐子島海域順利完成為期 25 天的海上試驗，進行 11 次水下航行試驗，累計運行超過 100 h，累計航程超過 400 km。其中單次任務使命最大連續工作時間為 94 h，最大航程為 364 km，連續觀測剖面 25 次，獲取了獐子島海域 30 h 海流、溫鹽深、葉綠素和溶解氧等連續剖面觀測數據，驗證了該區域半日潮現象。

2016 年 6 月初，“探索 1000”在南海圓滿完成為期 20 天的大深度海上試驗。驗證了其海上布放與回收操作的實用性及順利完成了 5 級以上海況的安全回收工作，驗證了系統自主航行和潛浮功能在深海工作的可靠性，最大潛浮剖面達到 700 m。在綜合試驗中，“探索 1000”在水下連續工作 7 天，航程超過 500 km，連續完成 43 個潛浮剖面觀測，最大工作水深超過 800 m，達到了國際先進水平。

2.1.3 深海熱液探測 AUV 系統

深海熱液探測 AUV 系統（以下簡稱“探索 4500”）由沈陽自動化所和海洋所聯合研制，是一套集成微地形地貌測量、海底照相、熱液異常探測等傳感器的 4 500 m 級 AUV 系統（圖 3）。在研制過程中，在國內率先突破了融合超短基線定位信息的組合導航技術，開發了具有自主知識產權的組合導航和數據處理軟件，提高了工作效率和大范圍探測能力。突破基于前視聲吶信息的自主避碰技術，提高其適應復雜環境的能力，保證近海底航行的安全。

試驗中系統以超短定位為定位標準，自研導航和 PHINS 導航的東向誤差和北向誤差隨時間變化的誤差曲線圖。觀察 PHINS 的東向誤差和北向誤差是依賴時間的變化曲線，PHINS 的位置東向誤差最大值為 50 m，北向誤差最大值為 70 m；自研導航的位置東向誤差和北向誤差均在 20 m 以內，與超短基線定位精度基本相當。高精度的導航和定位數據為近海底探測提供了有力的技術支撐。

2016 年 7 月22日，“探索 4500”順利完成歷時 16 天海試和冷泉區試驗性應用，連續下潛 8 次，在我國深海AUV上首次成功使用超短基線定位模式進行探測作業，獲取了大面積冷泉區精細地形地貌圖和數千張海底高清影像照片。這是我國深海 AUV 首次對冷泉區進行精細地形地貌底質探測、近底拍照和理化環境多參數探測，獲得大量科考數據。

圖3 深海熱液探測 AUV 系統及其拍攝海底照片

2.2 初步構建我國最先進的海洋連續觀測與作業系統

研制船載大范圍連續觀測、海底定點長期觀測以及大深度作業系統，形成海洋連續觀測和大深度作業能力，構建了我國最先進的海洋連續觀測與作業系統，開展海上試驗和航次應用。

2.2.1 船載拖曳式光纖溫深剖面連續測量系統

船載拖曳式光纖溫深剖面連續測量系統由中科院半導體所研制，突破了任意長度接續和疊加成鏈、低損耗抗擠壓熔接點保護等關鍵技術[8]，成功研制了50 m 和 200 m 長度的溫深測量系統，從傳感器設計與封裝、解調儀長期穩定性、絞車系統設計與集成調試等方面完成了一系列的技術攻關，并完成了相應的海試，正在制備 500 m 的拖曳鏈系統。

2016 年 7 月，在北黃海進行了拖曳海試工作，試驗中，絞車實物圖及導向滑輪如圖 4 所示。

黃海夏季為黃海冷水團鼎盛時期，冷水團分布范圍廣，黃海冷水團分布呈品字形分布。其北黃海冷水團核心位于 38.5°N 左右。從試驗數據中可以觀測到溫躍層處等值線呈傾斜狀態，即南部溫躍層位置較北部溫躍層位置偏淺，且南部溫躍層等值線較北部密集，底部存在一個 8°C 的閉合冷水核心區。

溫度鏈拖曳所獲得的海試數據對冷水團能有非常高精度和高空間分辨率的觀測，對傳統海洋學的調查有重要的支撐作用，不僅豐富現有的調查手段，同時對科學家分析海洋現象提供高質量的數據，更進一步促進海洋調查和海洋學研究的發展。

2.2.2 深海生態過程長期定點觀測系統

圖4 絞車、導向滑輪實物圖及海試狀態示意圖

深海生態過程長期定點觀測系統（以下簡稱著陸器）由中科院沈陽自動化所研制（圖 5）。2016 年 4 月，在南海完成 3 000 m 級海上試驗后，于 2016 年 6 月搭載“科學”號考察船在南海冷泉區開展了為期16天的水下連續觀測。在 ROV 協助下，對著陸器觀測點位置進行了精確調整，獲得了冷泉區生物的高清照片和海底物理、化學等環境參數的大量觀測數據，為科學家研究南海冷泉生物群落及其所處環境的變化特征是否存在潮汐周期相關性等科學問題提供了有力的數據支撐。

圖5 深海生態過程長期定點觀測系統及其科考應用

通過試驗性科學應用，獲得了南海冷泉生物群落密集區的理化環境參數的原位數據，與普遍認為的深海環境處于低氧條件不同，著陸器的觀測結果表明該區域 DO（溶解氧）飽和度接近 50%，對于多數貝類底棲生物，并不形成脅迫。根據 ADCP（聲學多普勒流速剖面儀）的分析結果，該冷泉區域底層流非常強勁，黑潮底層的海水可能經該海流輸運到冷泉區，并及時補充底層生物的 DO 消耗。甲烷濃度表現出明顯的日變化，潮汐可能是造成該變化的主要原因。甲烷濃度變化會對生物行為產生顯著影響，在高甲烷（CH4）濃度的時間中，深海貝Bathymodiolus 的開殼換水頻率有所增加，同時潛鎧蝦也表現出跟隨 CH4高值區遷移的特性。本次結果顯示，甲烷濃度是影響深海生物行為的主要因素之一，深海底層流和潮汐也將為深海生物提供良好的生境并影響種群的輸送。

2.3 研發國際和國內技術領先的新型海洋觀測傳感器和采樣系統

研制新型傳感器、探測和取樣設備，形成大深度、高精度原位精細探測與采樣能力，部分成果達到國際領先水平。

2.3.1 基于深海 ROV 平臺的拉曼光譜原位定量探測系統

拉曼光譜原位定量探測系統（RiP 系統）由中科院海洋所研制，依托深海 ROV 平臺開展近海底原位探測，在突破激光拉曼光譜儀及探針等關鍵器件技術攻關后，進行了系統輕型化改造和雙控制系統的升級，現已順利完成專項“科學”號 2015 年度、2016 年度冷泉-熱液綜合航次的科考任務，分別對馬努斯熱液區、沖繩海槽熱液區及我國南海北部冷泉區等幾個靶定區域進行了原位拉曼光譜探測，并開展了一系列的科學應用試驗。

在我國南海首次發現裸露于海底的天然氣水合物。在冷泉溢流口附近生物群落下發現了表層天然氣水合物，并通過 RiP 系統獲得了天然氣水合物樣品的深海原位拉曼光譜，拉曼光譜數據表明其為標準的 I 型水合物。

為了研究冷泉溢流口附近環境對天然氣水合物生成和分解過程的影響，在我國南海冷泉考察期間，利用 RiP系統對冷泉溢流口附近的溢流氣體原位快速生成水合物的過程進行了原位拉曼光譜探測（圖 6）。

圖6 冷泉附近溢流氣體快速生成天然氣水合物及拉曼光譜原位探測

在冷泉溢流口附近生物群落下覆水中首次發現溶解或者懸浮態的自然硫（S8）且其與硫酸根（SO42-）及CH4濃度和深度有一定的關聯性。通過 2016 年度 2 個航次的重復實驗，驗證了這一關聯性，由此可以將AOM（anaerobic oxidation of methane）過程從沉積物層擴展到生物群落下覆水層，且可以大膽假設存在將硫化氫進一步氧化成自然硫的微生物參與的新氧化反應，這在國際上尚屬首次。

對熱液區不同溫度的熱液噴口溢流體及熱液噴口附近的特殊系統進行了原位拉曼光譜探測。在 2015 年度的冷泉-熱液綜合航次考察期間，RiP 系統對馬努斯熱液區的黑煙囪、白煙囪進行了原位拉曼光譜探測，獲得黑煙囪噴口附近流體（280oC）中的化學成分的典型拉曼光譜。2016 年度航次期間，利用 RiP 系統對沖繩海槽熱液噴口附近的液態 CO2pool 進行了原位拉曼光譜探測。

目前的研究成果可以為深海熱液噴口、海底冷泉等極端區域的海洋化學分析提供一種新思路和方法，為研究冷泉熱液的形成機制、物質能量交換過程等科學問題提供有力的數據支持。

2.3.2 深水可視化可控輕型沉積物柱狀取樣系統

深水可視化可控輕型沉積物柱狀取樣系統（以下簡稱：取樣系統）由中科院海洋所研制，在對 3 500 m 取樣系統進行工程化改造的同時，研制了 6 000 m 取樣系統。

2014 年 3 500 m 取樣系統在海試中，在冷泉與熱液區共取得約 12.5 m 沉積物柱狀樣品，其中最長樣品長度約為 285 cm。2015 年專項航次中，進一步完善的 3 500 m 取樣系統在南海冷泉與馬努斯熱液 2 個工區內共取得沉積物柱樣約 52.5 m，最長樣品長度為 10.9 m，取樣率最高可達 90.8%。對沉積物樣品進行 10 cm 分層沉積物孔隙水進行提取，獲得 510 個分層孔隙水樣品。在國內首次獲得馬努斯熱液區沉積物柱狀樣品。3 500 m 取樣系統海上試驗及取得的樣品如圖 7 所示。

2016 年專項航次中，對 6 000 m 取樣系統進行了海試并應用于取樣和調查工作，共取得樣品約 50m，最長樣品長度約為 6.4 m，取樣率最高可達 80%，對沉積物樣品進行現場 10 cm 分層的沉積物孔隙水提取，獲得 300個分層孔隙水。

以孔隙水研究為例：南海冷泉流體中富含 CH4，這些流體在自身浮力作用下沿優勢通道向海底運移的過程中，在甲烷厭氧氧化菌和硫酸鹽還原菌的作用下能夠有效地改變孔隙水中硫酸根、鈣離子等組分的含量。該冷泉地區水合物廣泛發育，如果這些富甲烷流體來源于天然氣水合物的分解，其釋放出的大量水分則會降低氯離子、鈉離子等保守離子的含量，水分子 δ18O 值也會有所指示。因此，孔隙水中特征離子的含量是研究海底流體活動的重要指標。

3 500 m 和 6 500 m 取樣系統都成功地進行了海試與應用，獲得了大量寶貴樣品，有利地保障了專項在各研究海區沉積物地球化學特征和沉積環境演化等方面的研究工作。

2.4 小結

為滿足專項的科學需求，項目的深海海洋探測設備在經歷研制、試驗和應用后，取得了一定的研究成果，為專項的科學研究提供了先進、實用、可靠的技術手段。在 2017 年度，將圍繞科學目標構建異構海洋探測設備應用系統，綜合利用項目研制的水面、水下和海底等不同類型的裝備，開展不同深度和不同尺度的多系統協同立體觀測和作業，為科學研究提供有價值的多參數協同觀測數據。

3 發展展望

圖7 3500 m級取樣系統海上試驗及取得的樣品

人類對海洋的認識是一個長期漫長的過程，這需要研制工作時間更長、航程更遠、深度更深、作業能力更強、更智能的海洋技術裝備，在認識海洋的基礎上，逐步實現利用海洋和開發海洋的目標。隨著技術的革新和進步，以及深海技術裝備向著實用性、可靠性和智能化方向的發展，我國深海技術及其裝備在海洋科考及服務國民經濟等方面將發揮重要的作用。

（1）在由單一裝備向多元、集群裝備發展方面，將立足單體技術，拓展群體式的海洋技術裝備在全球海域范圍內實現自主協同探測與自主作業，構建基于海洋科學研究目標的多海洋探測設備集成與演示系統，形成具有長期、協作、多系統、低成本、全立體式的海洋信息綜合探測與作業能力。利用項目研發的、已經過海試的技術裝備，結合科學目標，進行多類型、多臺套、多用途的海洋設備集成演示，并開展示范應用。利用多種不同類型的裝備，開展不同深度和不同尺度的立體觀測，為科學研究提供有價值的多參數協同觀測數據，為專項與國家相關專項的有機銜接，奠定堅實的技術基礎。

（2）在人類從事海洋活動的類型轉換方面，加強對具有作業能力的深海裝備的研發和攻關，實現人類海洋活動從信息型到作業型的轉變。豐富并提高海洋裝備的探測和作業能力，實現由自主觀測到自主探測以及最終自主作業的目標。實現從信息型到作業型的轉變將是深海技術裝備重要的發展趨勢之一。人類對海洋的認識是一個漫長的時代，通過努力，研制具有更高智能和更強作業能力的海洋裝備，在認識海洋的基礎上，逐步實現利用海洋和開發海洋的目標，實現由觀測到探測，最終實現作業的目標。

（3）在進一步提升我國海洋裝備的實用性、可靠性和智能水平方面，將立足專項目標，拓展實現海洋科學問題解決的新方案，開創海洋探測與研究的無人時代。

隨著海洋技術裝備的發展將全面進入無人化時代，具有大范圍探測和精細作業能力的智能化海洋機器人將全面引領海洋技術裝備的發展，為研究海洋科學問題提供強有力的技術手段。在水面以無人科考船為支撐平臺，在水下以無人科考站為支撐平臺，將陸上實驗室搬到海底，從海面向下和海底向上兩個維度研究海洋。依托這兩種支撐平臺，為在海洋中的無人系統提供能源補充和信息交互，這樣將建立基于海洋機器人的長期綜合立體無人探測與作業系統，完全改變現在以人為主體的科考模式，開創以群體高智能水平的海洋機器人為核心的未來科考模式，為海洋科學的研究提供有高價值的科考數據，為人類更好地開發和利用海洋作出更大的貢獻。

4 結束語

中科院海洋先導專項的順利實施，帶動了深海海洋技術的發展與進步，針對專項科學目標，取得了一批原創性科技成果，提升了我國海洋領域科技創新能力，為我國的科技事業創新跨越式發展作出了重要貢獻。海洋先導專項首次把海洋作為一個整體，從系統的角度開展研究，各個項目之間有機聯系，技術為科學提供先進的探測手段，而且深海技術裝備本身也逐步形成為一個有機整體，構建了一個面向海洋科學研究的技術體系。針對科學問題，各種類型、不同功能、不同深度等級的海洋裝備可以協同觀測，獲取大量多參數科考數據，為人類進入無人化時代探索海洋和認知海洋提供了一種新的技術解決方案和途徑。

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9 Chen Y H, Xu Y P, Ni Z T, et al. Design and development of a drifting buoyfor gathering environmental data. Advanced Materials Research, 2014, 3(1)∶417-421.

李 碩 中科院沈陽自動化所副所長，水下機器人研究室主任，研究員。中科院“熱帶西太平洋海洋系統物質能量交換及其影響”戰略性先導科技專項“深海設備研發與應用”項目負責人。主要從事水下機器人總體技術、極端環境下的深海技術與裝備研發等研究與應用工作。主持完成國家“863”等相關項目10余項，發表學術論文30余篇，申請并授權發明專利多項。E-mail∶ shuoli@sia.cn

Li Shuo Professor, Director of Marine Robotics Department, Deputy Director of Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences. Professor Li is the project manager of Application and Development of Deep-sea Equipments, which belongs to the strategic pilot projectsexecuted by Chinese Academy of Sciences named as Western Pacific Ocean System∶ Structure, Dynamics and Consequences. His research focuses on the technology of underwater vehicles, and research, development and application of deep-sea equipments especially for the extreme underwater environment. He has been the principal investigator of tens of projects such as National “863” Plan, and lead to over 10 research papers and invention patents. E-mail∶ shuoli@sia.cn

唐元貴 男，中科院沈陽自動化所副研究員，水下機器人研究室海洋探測部部長。中科院“熱帶西太平洋海洋系統物質能量交換及其影響”戰略性先導科技專項“深海設備研發與應用”項目主管。主要從事水下機器人總體優化技術、新概念水下機器人ARV研究與應用等相關工作。主持完成國家自然科學基金、中科院創新基金等項目5項，發表學術論文10篇，申請并授權發明專利9項。E-mail∶ tyg@sia.cn

Tang Yuangui Male, Doctor, Associate Professor, Head of Marine Exploration Group of Marine Robotics Department. Doctor Tang is the project supervisor of Application and Development of Deep-sea Equipments, which belongs to the strategic pilot projects executed by Chinese Academy of Sciences named as Western Pacific Ocean System∶ Structure, Dynamics and Consequences. His research focuses on the optimization of underwater vehicles, research and development of new generation of underwater vehicles, such as ARV. He has been the principal investigator of 5 projects including National Natural Science Fund, and lead to 10 research papers and 9 invention patents.

E-mail∶ tyg@sia.cn

Review and Prospect for Chinese Deep-sea Technology and Equipment

Li Shuo1Tang Yuangui1Huang Yan1Liu Tiejun1Liu Jian1Li Bin1Zhang Xin2Luan Zhendong2Wang Yongjie3
（1 Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China; 2 Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China; 3 Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China）

After nearly half-a-century of efforts, China has made considerable progress and development in ocean technology and equipment. Especially in these years, the development of deep-sea technology and equipment has provided new impetus to the innovation of ocean science in China. Based on the current situation of China's deep-sea technology and equipment, one of strategic pilot projects executed by Chinese Academy of Sciences named as Western Pacific Ocean System∶ Structure, Dynamics and Consequences, which is short for WPOS, puts forward the scientific application of deep-sea exploration and operational equipment. In order to meet the needs of scientific research, the WPOS project sets special task for developing integrated oceanographic surveys and operations using autonomous observing systems, continuous observing and operating systems, and new ocean sensors and sampling equipment. During the four years of implementation, the deep-sea technology and equipment for the special scientific objectives, has formed a fully independent intellectual property rights of equipment research and development capabilities in the application of ocean science. Great achievements in scientific research have been made and technical means have been provided for scientific analysis of ocean scientific issues and ocean phenomenon. All of those promoted the development of China's deep-sea exploration and operational technology. This project played an important guiding role in the country's deep-sea technology and equipment development.

deep-sea technology and equipment, autonomous observation, continuous observation and operation, new ocean observing sensors and sampling systems

*資助項目：中科院戰略性先導科技專項（XDA1104 0000）

** 通訊作者

修改稿收到日期：2016年12月10日