借助海洋物联网技术助力海洋保护

2023年6月14日，欧盟（European Union）发布题为“利用水下互联技术有助于更好地保护海洋”（Oceans to get better protection with connected underwater technology）的文章指出，在海平面上升、塑料污染和过度捕捞的背景下，新兴的水下物联网计划将极大地扩展对于全球海洋的认识。海洋物联网或将成为新的前沿方向之一。本文以欧盟开展的海洋互连技术相关计划为例，揭示了海洋物联网技术的进展情况。

水下物联网（Internet of Underwater Things，IoUT）是由互联互通的智能化传感器及设备组成的网络，旨在确保海上通信更加便捷。由欧盟资助的“水下物联网应用技术助推器”（Technology Enabler for Internet of Underwater Things Applications，TEUTA）计划从2020年10月持续至2022年3月。该计划旨在帮助克罗地亚H20 Robotics公司开发和销售用于水下无线网络的轻量级低成本声学设备和机器人平台。由于先前部署的水下网络数量有限，因此只能探索有限的沿海地区。水下技术的进步将变革许多领域，包括海洋生物学、环境监测、建筑和地质学。TEUTA计划开发了可模仿鲸鱼和海豚交流的声学技术。声波不同于无线电通信或光通信，可在水下长距离传播。部署在水下站点的遥感器、测量工具、监测系统或摄像机能够采集数据，接着发送至海洋表层的浮标。浮标通过云手段将信息返回至基地，无需借助通信电缆。改进的水下通信有助于连接陆地和海洋，如图3。研究人员也将从中受益，例如，能够在实验室远程打开部署于海底的水质测量设备。考古学家可利用该技术在偏远地区安装外来入侵监测技术以保护脆弱的水下遗址。

由TEUTA计划开发的技术还将支持由欧盟资助的“技术专家、考古学家、保护人员、地质学家、工程师和计算机科学家”（Technical Experts, Archaeologists, Conservators, Geologists, Engineers, and Computer Scientists，TECTONIC）计划。该计划旨在改善3个试点地区水下文化遗产的记录和保护，分别为意大利南部的Capo Rizzuto海洋保护区、希腊萨罗尼克湾的水下港口Aegina，以及阿根廷Deseado河口的1个沉船遗址。对于监测水质的公共机构或非政府组织而言，该技术省去了研究人员亲自采集样本并将其送至实验室的步骤。

与此同时，研究人员在意大利开展由欧盟资助的“海上长时间航行综合能源系统”（Nautical Integrated Hybrid Energy System for Long-haul Cruise Ships，NAUTILOS）计划旨在利用可整合至现有观测平台的传感器和采样器开发新型海洋数据采集方法。通过开发新一代海洋技术，该计划将有助于加深对海洋物理、化学和生物变化的了解。该计划将持续4年，实施至2024年9月，由意大利国家研究委员会协调。该计划将推动大量实用信息的采集，例如，2022年2月宣布的“欧洲数字孪生海洋”计划（European Digital Twin of the Ocean），从而填补海洋观测的空白。通过NAUTILOS计划开发的技术已在波罗的海和地中海进行测试，包括爱琴海和亚得里亚海。例如，传感器可测量海水中叶绿素a和溶解氧的水平，有助于保护鱼类种群。能够采集海水中微塑料浓度信息的传感器和取样器有助于扩展对人类污染对海洋影响的了解。法国国家科学研究中心（CNRS）则由海豹携带传感器，以获取与动物及其生境相关的数据。该计划侧重于揭示新工具与现有和未来平台之间的结合。公民科学是NAUTILOS计划的重要组成部分，例如，与志愿者针对海洋塑料开展合作。

来源：《欧盟研究与创新杂志》、中国科学院兰州文献情报中心