中山大學海下科技研究團隊 發表創新水下載具技術

李依庭/本刊主編

在過去,臺灣的海洋探勘研究載具和設備以透過國外進口或共同合作為主,並無自主開發或維修的能力,以致載具因數次的出航研究陸續出現折損或毀壞時,後續的維修和功能的提升則需不斷仰賴國外技術。然而,由於距離遙遠、來來回回所需花費的時程冗長,在無法及時維修、處理的情況下,往往會錯失最佳探勘時機。對於水下探勘研究而言,海洋生態瞬息萬變,在不同月份、不同季節之中所採集到的樣本皆有所不同,若錯過則必須再等一年,因而影響研究的進度。

有鑑於此,為了增進臺灣在水下科技自主研發能力,中山大學海下科技研究所於1996年成立,並以科學研究議題為導向進行相關海洋工程的研發。自2006年開始,陸續研發出多項水下載具,像是「水下無人遙控潛航器」和「海底地震儀」等。而在2016年,更透過科技部能源國家型科技計畫的支持,成功的自主開發出深海探勘載具,像是「深海拖曳是即時攝影系統」、「深海拖曳式光纖探測系統」、「深海視訊多管岩心採樣器」和「自動推擠式採樣系統」等。

海下科技研究所陳信宏教授發表水下載具相關成果。(李依庭攝影)
研究團隊在深海載具的設計上,主要以需能承受深海巨大水壓、能長時間進行探測作業為目標,並且在載具上裝設水下即時影像觀測、樣本採集和整合多重感測器等,以提升探勘調查效率。目前,所研發的水下載具能進行深海攝影探勘調查、探索海底泥火山,並透過探查取得高畫質深海影像分析出高解析度深海地形。在2013~2016年間的實際水下探測中,已成功執行超過400公里長的深海調查,作業時間更已超過300小時,而載具能承受水下4000公尺的水壓,皆為現今臺灣水下載具自主研發最長且最深的紀錄。

利用水下載具拍攝的深海影像所取得的高解析深海地形。(李依庭攝影)

海下科技研究所所研發的自動推擠式採樣系統。(李依庭攝影)

海下科技研究所所研發的深海拖曳是光纖探測系統。(李依庭攝影)

不僅如此,研究團隊也將水下載具的研發成果,用來協助政府執行臺灣東北海域海底礦藏資源調查,幫助臺灣評估海域中金屬礦產的分布;以視訊導引方式執行海床沉積物的海洋生物樣本採集,提供地質、地貌、物種數目與海底生態情況等多項資訊。海下科技研究所教授陳信宏表示,透過自主開發水下載具,不只是對於臺灣的海洋科學調查有所幫助,更是能降低時間的成本、提升研究效率。

陳信宏也表示,目前海下研究所持續進行研究,並以「科研載人潛艇」和「離岸風力發電」為未來發展主軸,期望開發出能載人潛入深海的潛艇,以更直接的方式進行海下研究。而在離岸風力發電部分,則希望透過將過去水下載具技術的經驗轉移到離岸風力發電,包含水下環境監測技術、地質調查,甚至是定期的檢測與維護等,希望能在不仰賴國外技術與人力的情況下,自主開發、研究相關技術並培育臺灣相關人才,提升臺灣深海載具與相關技術的實力與競爭力。

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