摘要 海洋溢油事故对沿海生态系统构成了严重威胁,2020年7月25日发生在毛里求斯的 Wakashio 事故等重大环境灾难充分证明了这一点。这些事件暴露出当前应对机制的缺陷,包括自主监测系统有限、溢油回收能力不足以及对人工干预的危险依赖。为解决这些问题,本文介绍了一种新型多功能机器人平台的设计与开发,该平台具备海洋自主航行、海水水质实时监测、溢油检测与撇油回收以及空间测绘等功能。该模块化太阳能供电系统集成了多个关键子系统:推进与能量管理单元、先进的传感器与控制套件(包括 GPS、溶解氧传感器、超声波和视觉避障),以及具备自主部署功能的亲油带式撇油机。该系统还具有海水取样功能以及支持 GIS 的实时数据记录功能,用于空间环境剖析。利用 SolidWork、Floatsoft 和 ANSYS 等建模工具,针对海洋环境中的浮力、水动力学和结构完整性对设计进行了优化。最终原型采用双体船体以确保稳定性和载荷能力(最高达 150 kg),并由两块配备蓄电池储能的 450W 太阳能电池板供电。实验室测试验证了导航、控制和撇油子系统的功能,证实了自主运行的可行性。仿真结果表明该系统具备有效的避障能力、5 m/s 的平均航速以及抵御波浪诱导应力的结构回弹性。这种经济实惠、可扩展的系统为传统清理方法提供了极具前景的替代方案,并具备集群部署的潜力。它通过持续监测和自主干预,增强了灾害防范能力并支持长期的海洋生态系统管理。
Callyhurn et al. (Wed,) 研究了这一问题。