2017年世界前沿科技發展態勢及2018年展望——海洋篇

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海洋領域

2017年態勢總結

全球共同推進海洋可持續發展

為減緩海洋生態環境惡化對人類社會的威脅，各國承諾保護海洋，推動落實海洋可持續發展目標。聯合國首屆海洋大會通過《我們的海洋、我們的未來:行動呼籲》成果文件，各成員國承諾按時實現「保護和可持續利用海洋以促進可持續發展」的目標。歐盟擬投入5.5億多歐元，在海洋污染、氣候變化、海洋保護和可持續漁業等方面採取36項行動，使海洋更健康、更清潔、更安全。澳大利亞涉海組織發布《2017-2020國家海洋資源管理計劃草案》，以保護海洋資源。

智能船舶成為多國研究熱點

為提高船舶管理效率，降低船舶營運風險，優化船舶航行，全球多國致力於推動船舶智能化發展。英國羅爾斯·羅伊斯公司發布大型自主無人艦設計方案，該方案包含能量管理、設備健康監控、預測及遠程維修等智能系統，可確保艦船可靠性。日本商船三井和三井造船將合作開發基於實時數據的下一代船舶監測和支持系統，可通過人工智慧技術進行航線優化。韓國現代重工推出全球首個綜合智能船舶解決方案，有助於提高船舶安全性和管理效率。

深海無人技術受到持續關注

無人潛航器作為一種深海無人技術，可完成深海探測、海洋研究、排除水雷等高危險性水下作業，受到各國持續關注。俄羅斯紅寶石設計局研製出「替代者」大型無人潛航器，可用於開發和測試聲吶系統、魚雷等潛艇探測設備和武器裝備。以色列本·古里安大學開發出以色列首個自主水下潛航器「 Hydrocamel II」，能快速整合聲吶、攝像機、感測器和樣本採集臂等特殊載荷設備。美國洛克希德·馬丁公司將為美海軍設計「虎鯨」超大型無人潛航器，可搭載各式感測器與武器等裝置。

海洋通信技術取得系列進展

隨著全球海事活動日趨頻繁、海洋經濟迅猛發展，各國關注研發高效、可靠的海洋通信技術，並不斷取得進展。中國上海交通大學成功進行世界首個海水量子通信實驗，證實水下量子通信能對水下百米量級的潛艇和感測網路節點等進行保密通信。挪威 Kongsberg Seatex和 Radionor公司合作開發出海上寬頻無線電系統，該系統具有高度穩定性和廣泛延伸性，不用互聯網即可連接網路中單元項目，且能夠傳輸高清視頻。 DARPA完成「戰術海底網路架構」項目第一階段任務，該項目旨在開發臨時的海底光纖通訊網路，以確保戰術網路不可用時的通信連接。

海洋機器人不斷快速發展

海洋機器人可協助進行海洋科考、勘探、設備檢修等，2017年取得重大進展。美國加州聖地亞哥大學研製出可通過溫度、聲學信號等感測器來監測海洋環境的水下機器人「微型自動水下探險家」，可像蜉蝣生物一樣隨海水移動。美國麻省理工學院研發出外形酷似水母的新型深海游泳智能機器人，可捕捉魚類生物以及應用於器官和組織的外科手術。挪威康士伯海事公司研發出水下蛇形機器人 Eelume，可在狹窄空間檢修海底設施，並通過扭動身軀在強力水流中停留。

2018年趨勢展望

海洋強國重點部署極地開發

俄羅斯經濟發展部提交新版《2025年前北極地帶發展國家計劃》草案，該計劃建議在俄北極地區建立8個支撐區域，以提高北方海路的運輸潛力和貨物輸出能力。日本擬於未來5年在南極內陸新建一個科考基地，並考慮與美國、挪威等國合作觀測和鑽探冰芯，分析地球的氣候變遷。美國能源部研發出可收集北極大氣數據的新型無人機「北極鯊」，將於2018年投入使用。極地在地緣戰略、自然資源、航運及科研方面的價值日益凸顯，將成為海洋強國在208開發和部署的重點。

船舶技術繼續向無人化、自動化推進

挪威康士伯海事公司和雅苒國際聯合開發的全球首艘無人駕駛貨船「YARA Birkeland」號將於2018年下水航行，預計於2020年實現完全自主操作。日本造船廠和海運公司將聯手開發自動航行船舶，擬於2025年推出相關產品。英國羅爾斯·羅伊斯公司和芬蘭 Tampere技術大學將共同研發和測試技術，支援第一代無人自動航行船所需的各種系統。隨著計算機運算能力的大幅提高、互聯網技術的廣泛應用、人工智慧和物聯網等技術的日趨成熟，未來船舶技術將繼續向無人化、自動化方向發展。

海洋監測網路不斷建成

中法合作的首顆海洋衛星擬於2018年下半年發射，該衛星可預測洋面風浪，監測海洋狀況，研究浮冰與極地冰性質等。英國SRT船舶系統公司將推出「海洋掃描」海事監測衛星群，用於探測和追蹤全球海上航行的船舶，並擬於2019年底前完全運營。美國液態機器人公司開始推廣「數字海洋」概念，研究如何利用感測器、無人載具、無人機和衛星等將海洋聯成網路，以監測海洋、分享數據。2018年，各國將持續推進以衛星遙感、全球定位、地理信息系統等為代表的信息技術在海洋領域的應用，海洋監測網路將得到進一步發展。

海上風電得到大規模開發

澳大利亞將建立澳洲首個海上風力發電場，預計耗資80億澳元，目前正進行3年可行性測試。日本政府計劃於2018年向國會提出為海上風電項目設立統一標準的法律草案，以實現2030年日本海上風電裝機10吉瓦的能源規劃。德國、丹麥和比利時計劃在未來10年內安裝大型海上風力發電項目，將為歐洲提供500%的風力電力能源。海上風電具有資源豐富、發電利用小時數高、不佔用土地和適宜大規模開發等優點。隨著陸上風電開發技術日趨成熟，2018年各國將把風電開發重點轉向海洋，海上風電將得到大規模開發。

主要國家繼續部署開發核潛艇

美英將合作研發新一代彈道導彈核潛艇「哥倫比亞」級核潛艇，以取代正在服役的俄亥俄級核潛艇，這將成為美軍史上最強大戰略核潛艇。俄羅斯將於2018年完成第五代多用途核潛艇「哈斯基」級的設計工作。韓國開始評估建造核潛艇計劃，以應對朝鮮不斷升級的核威脅和導彈威脅。隨著海洋戰略地位逐漸提高，核潛艇對於維護海洋權益、實施海上戰略、確保海洋安全具有重要意義。2018年，有關國家將繼續開發部署核潛艇。

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