不破坏生态系统的海底采矿机器人

2023-01-16

 

        据了解,根据2020年《自然》杂志基于美国地质调查局数据发布的一份报告,表示在太平洋170万平方英里的克拉林-克利珀顿(Clarion-Clipperton)的海域带内,富含2.74亿吨镍;与此同时美国地质调查局表示,现有的已知陆地镍储量为9500万吨,海底有4400万吨钴,然而陆地上只有750万吨钴;而且海底广阔的岩石区域不仅含有高浓度镍、钴、铜和锰,还有鹅卵石大小的也有土豆大小形状的,并且被称为多金属结核(Polymetallic nodules)的绿色能源,其所含的镍钴储量远远超过土地上的储量;这些丰富的镍、钴、铜和锰都是电动汽车电池所需的生产制造原料;如今随着电动车销售的加速和对电池材料需求的飙升,不少矿业公司把目光瞄准在海底采矿,因此不少矿业公司正在设计开发各种技术用于海底采矿,来收集海底的多金属结核,同时也引发了一场海底淘金热。

 

 

 

        虽然海底的多金属结核十分吸引,但是矿业公司想从海平面以下2英里或更深地方获取成吨多金属结核,似乎是一个复杂而昂贵的过程,但大部分拟用设备,可以直接借鉴海上石油和天然气开采经验;另外,矿业公司在海底开采多金属结核还会对海底生态环境产生影响,因为多金属结核的形成需要数百万年的时间,而且多金属结核也是这个海洋生态系统的核心部分;因此,如果开采移除了多金属结核,就会不可逆转地破坏这个海洋生态系统;同时,深海采矿还会带来其他风险,当采矿机器人在海床上翻动时,会搅起大量的沉积物,当这些沉积物再次沉降到海床上时,可能会使远离采矿作业的生物窒息;因此,海底采矿,如果不负责任地进行,几乎可以肯定的是,对于一些生物物种来说,将是一次大规模的海底生物灭绝事件。

 

        

 

        为了解决海底开采多金属结核同时不破坏海底生态环境的问题,Impossible metals公司似乎在不断的设计和研发中找到了最佳的解决方法;这家北美的Impossible metals公司是一家试图找到在对周围生物群落影响最小的情况下收获多金属结核的公司;Impossible metals设计开发出一种海底采矿机器人,可以漂浮在海床附近,用相机视觉寻找合适的多金属结核种类,同时用人工智能来确定哪些多金属结核有明显的生命迹象,让这些多金属结核单独存在,然后用机械小爪子抓取器小心地将其余检测过后的多金属结核从海面上捞起;这款创新的海底采矿机器人(AUV)“Eureka 1”被设计为在5公里(3.1英里)以下的海底深度工作,从海面上的一艘船部署,并下沉,直到(AUV)“Eureka 1”在海床的正上方;一旦(AUV)“Eureka 1”收集到了多金属结核,(AUV)“Eureka 1”将使用一个定制设计的浮力引擎返回到水面并由船将多金属结核带回地面。

 

 

 

        (AUV)“Eureka 1”的海底开采与挖泥机式的操作不同,(AUV)“Eureka 1”机器人将在海底进行“剥离式开采”,将多金属结核拾到海面上后,每次都会访问不同的地点,虽然这个开采过程会慢得多,但另一方面,这种“剥离式开采”的方式可以很好的保护海底的生态系统,而且Impossible metals公司可以通过简单地部署越来越多的(AUV)“Eureka 1”机器人来增加多金属结核的产量;(AUV)“Eureka 1”的“剥离式开采”方式主要依托于Impossible metals公司创造的三项关键技术,分别是浮力引擎、快速水下机械臂和用于寻找多金属结核的AI驱动计算机视觉系统以及上面的海洋装载船舶;近日,(AUV)“Eureka 1”首次的概念验证成功是Impossible metals公司证明使用自主、人工智能驱动的系统在海床上空盘旋并有选择地收获多金属结核技术可行性的一个重要里程碑;为2026年Impossible metals公司更广泛使用该技术的计划做好准备,并以有利于全球供应链的方式改变关键稀有金属资源的经济状况,这也是可持续必需金属的绿色发展向前迈出的一大步。

 

 

 

        最后,随着世界人口的增长,越来越多的人移居城市,新兴市场经济体不断发展,人们正在转向无碳能源; 所有这些都给采矿活动带来巨大压力,并将导致对获取原材料的新方法的需求增加;与此同时,陆上采矿对环境造成了无法接受的不利影响,这包括但不限于印度尼西亚热带雨林的森林砍伐导致一些非洲国家的童工、有毒尾矿坝溃坝事故增加、社区被迫搬迁、水资源短缺以及大面积栖息地遭到破坏都使得从陆地开采金属的影响变得更糟,并降低了新的陆上矿山获得批准的可能性;另外由于供应链存在不稳定因素,没有安全可靠的来源,像美国这样的国家就无法转向绿色经济,而基本矿产供应的缺乏将加剧国家安全问题;因此为了解决这个问题,Impossible metals公司希望从海底获取必要的生产制造电池的金属,并以不损害海底环境的方式提炼这些多金属结核;这将有助于世界能源过渡并转向绿色清洁能源的转型、升级发展。

 

 

 

 


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