原文發(fā)表于《科技導(dǎo)報》2025年第12 期 《深海探測技術(shù)進(jìn)展及未來發(fā)展趨勢 》

深海探測是開發(fā)海洋資源、研究地球演化和保護(hù)地球生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。《科技導(dǎo)報》邀請西湖大學(xué)工學(xué)院電子信息工程系崔維成等綜述了2019—2025年深海探測技術(shù)的主要進(jìn)展，介紹了深海探測的重要性和面臨的挑戰(zhàn)，探討了智能化與自主化、長續(xù)航與能源創(chuàng)新、成本革命等未來發(fā)展趨勢，期望對推動深海探測技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展起到一定的指導(dǎo)作用。

深海（深度≧1000 m），這片占據(jù)地球表面積約65%的廣袤區(qū)域，蘊藏著豐富的多金屬結(jié)核、熱液硫化物和稀有生物資源、獨特的生態(tài)環(huán)境及諸多待解的地球科學(xué)謎題。然而，高壓（＞100 MPa）、低溫（2~4℃）和黑暗環(huán)境使深海探測面臨巨大挑戰(zhàn)。20世紀(jì)50年代以來，隨著電子技術(shù)、材料科學(xué)和工程技術(shù)的飛速發(fā)展，深海探測迎來了快速發(fā)展期，各類載人/無人潛水器、傳感器和通信設(shè)備不斷涌現(xiàn)。同時，當(dāng)前深海探測仍面臨諸多嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

1 深海探測技術(shù)的主要分類及當(dāng)前進(jìn)展

1.1 深海潛水器技術(shù)

1.1.1 載人深潛器

“奮斗者號”作為中國自主研發(fā)的載人深潛器，在深海探測領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就。“奮斗者號”搭載了多種先進(jìn)的觀測和采樣設(shè)備，實現(xiàn)了對深海生物、地質(zhì)等多方面的精細(xì)探測。此外，國外的Alvin升級版也在不斷改進(jìn)，其搭載的新型傳感器和更靈活的機(jī)械臂，提高了在深海復(fù)雜環(huán)境下的作業(yè)能力。

1.1.2 無人潛水器

無人潛水器包括遙控潛水器（ROV）、自治式潛水器（AUV），以及復(fù)合型式潛水器（ARV）、水下滑翔機(jī)等。哈爾濱工程大學(xué)研制的“悟空號”AUV在2021年11月6日創(chuàng)造潛深10896 m紀(jì)錄，是AUV領(lǐng)域的一個亮點。但目前國內(nèi)真正可靠且好用的AUV還太少。

美國率先研制的ROV和AUV的復(fù)合型潛水器“海神號”，因其性能好、成本低而受到青睞，國內(nèi)的“思源號”“逐夢號”和“海斗一號”采用了這種形式。但這3型研發(fā)裝備因海試和技術(shù)改進(jìn)沒有獲得充分支持，均還沒有真正投入應(yīng)用。

1.1.3 仿魚型潛水器

仿魚型潛水器模擬魚類的游動方式，具有良好的機(jī)動性和隱蔽性，在海洋探索、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大潛力。國內(nèi)多個高校和研究所均有專門的研究團(tuán)隊在該方向開展研究。近年來的研究在系統(tǒng)設(shè)計、智能控制、材料創(chuàng)新等方面均取得了顯著進(jìn)展。仿魚型潛水器要達(dá)到實用程度所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)還有很多。未來，隨著進(jìn)化算法、仿生材料與跨學(xué)科技術(shù)的融合，仿生機(jī)器人將向多功能協(xié)作、環(huán)境自適應(yīng)方向發(fā)展，但其標(biāo)準(zhǔn)化評估體系與倫理邊界仍需進(jìn)一步探索。

1.1.4 兩棲航行器

兩棲航行器作為一種能夠在水上和陸地（或其他特定環(huán)境，如空中等）2種不同介質(zhì)中運行的特種裝備，近年來受到廣泛關(guān)注。這類航行器的設(shè)計需綜合考慮在不同介質(zhì)中的航行性能、動力轉(zhuǎn)換，以及結(jié)構(gòu)強度等多方面因素。

1.2 深海傳感器與觀測技術(shù)

1.2.1 高精度傳感器

在溫度、鹽度、化學(xué)物質(zhì)和生物探測等方面，高精度傳感器不斷涌現(xiàn)。高精度傳感器在海洋探測、環(huán)境監(jiān)測及生物觀測等領(lǐng)域的持續(xù)突破，推動了原位數(shù)據(jù)獲取能力的提升。光學(xué)與聲學(xué)傳感技術(shù)的創(chuàng)新顯著提升了非侵入式觀測的精度。未來挑戰(zhàn)在于多模態(tài)傳感器的深度融合及極端環(huán)境下的長時序穩(wěn)定性（如深海高壓與生物污損），而自適應(yīng)校準(zhǔn)算法與仿生材料封裝技術(shù)將是關(guān)鍵研究方向。

1.2.2 光學(xué)與聲學(xué)成像技術(shù)

光學(xué)與聲學(xué)成像技術(shù)作為海洋探測與資源調(diào)查的核心手段，近年來在硬件設(shè)計與算法優(yōu)化方面取得了顯著突破。在聲學(xué)成像領(lǐng)域，通過動態(tài)導(dǎo)航補償與圖像配準(zhǔn)算法，實現(xiàn)了亞米級空間分辨率的深海地形重構(gòu)，為熱液噴口定位等應(yīng)用提供了基礎(chǔ)方法。光學(xué)成像技術(shù)則通過高精度光纖傳感與新型材料應(yīng)用實現(xiàn)了性能躍升。復(fù)雜環(huán)境的噪聲干擾與傳感器耐久性仍是關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。

1.2.3 原位實驗室技術(shù)

深海原位實驗室（in?situ lab）技術(shù)通過長期、連續(xù)的現(xiàn)場觀測，顯著提高了對深淵生物地球化學(xué)循環(huán)的定量解析能力。未來，深海原位實驗室的擴(kuò)展方向包括多參數(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)化（如整合CO2通量、顆粒物通量聯(lián)測）與智能觸發(fā)式采樣（基于環(huán)境參數(shù)閾值自動啟動），以更高時空分辨率揭示極端環(huán)境下的生態(tài)動力學(xué)機(jī)制。

1.3 深海資源探測與環(huán)境監(jiān)測技術(shù)

1.3.1 深海生物探測技術(shù)

深海生物探測技術(shù)通過多模態(tài)傳感與智能算法的融合，拓寬了人類對深淵生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)知邊界。在硬件創(chuàng)新層面，載具與成像系統(tǒng)的迭代成為關(guān)鍵驅(qū)動力；在新型探測方法方面，Aguzzi等提出的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)整合了AUV群與DNA（脫氧核糖核酸）采樣器，通過機(jī)器學(xué)習(xí)實時識別生物活動熱點，將珊瑚幼蟲附著率監(jiān)測精度提升40%。對極端環(huán)境生物的探索也取得突破性發(fā)現(xiàn)。當(dāng)前挑戰(zhàn)集中在技術(shù)適應(yīng)性（如設(shè)備耐壓極限）與能源續(xù)航，未來或需結(jié)合仿生機(jī)器人（如Octopus?AUV）與光?聲通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)更高效的深淵探索。

1.3.2 深海地質(zhì)探測技術(shù)

深海地質(zhì)探測技術(shù)歷經(jīng)從傳統(tǒng)采樣到智能多模態(tài)觀測的演變，為礦產(chǎn)資源開發(fā)與生態(tài)保護(hù)提供了關(guān)鍵支撐。針對熱液系統(tǒng)的精細(xì)探測，同步地球物理?地球化學(xué)聯(lián)合觀測成為主流。礦產(chǎn)資源開發(fā)的生態(tài)風(fēng)險評估技術(shù)亦取得進(jìn)展。未來技術(shù)挑戰(zhàn)集中在深海探測的精度?效率?可持續(xù)性平衡。當(dāng)前，深海地質(zhì)探測正邁向多學(xué)科智能協(xié)作時代，需通過傳感器網(wǎng)絡(luò)化與AI算法突破極端環(huán)境下的探測極限。

1.3.3 深海環(huán)境監(jiān)測技術(shù)

深海環(huán)境監(jiān)測技術(shù)正從單一觀測向多平臺協(xié)同、智能感知的全域網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，以應(yīng)對生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)解析與全球氣候變化評估的迫切需求。數(shù)字化與數(shù)據(jù)融合是提升監(jiān)測效率的關(guān)鍵。

當(dāng)前，深海環(huán)境監(jiān)測正從“技術(shù)驗證”向“業(yè)務(wù)化運行”轉(zhuǎn)型，但探測成本、能源供給與數(shù)據(jù)共享機(jī)制仍是主要掣肘（如DOOS協(xié)作框架下的標(biāo)準(zhǔn)化滯后）。未來需強化深海?空天技術(shù)跨界融合，并通過國際協(xié)議（如BBNJ協(xié)定）推動觀測數(shù)據(jù)的全球共享，以實現(xiàn)對深海生態(tài)系統(tǒng)的全面保護(hù)與可持續(xù)利用。

1.4 深海采樣與分析技術(shù)

1.4.1 深海沉積物采樣

深海沉積物采樣技術(shù)的革新為海洋地質(zhì)、生態(tài)及碳循環(huán)研究提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。保壓采樣技術(shù)是近年突破重點。與此同時，多模態(tài)采樣設(shè)備逐漸興起。當(dāng)前技術(shù)挑戰(zhàn)集中在極端環(huán)境適應(yīng)性與樣品保真度的平衡。未來方向或聚焦于智能采樣網(wǎng)絡(luò)（如AUV搭載自適應(yīng)采樣臂）與微創(chuàng)傳感技術(shù)（如光纖原位檢測），以實現(xiàn)對深海沉積過程的動態(tài)解析。

1.4.2 生物樣本采集

保壓、保溫采樣器能夠在采集生物樣本時保持深海的壓力和溫度條件，最大程度地減少對樣本的影響，確保生物樣本的活性和完整性。這對于研究深海生物的生理特性和生態(tài)功能至關(guān)重要。深海生物樣本采集技術(shù)正經(jīng)歷從傳統(tǒng)粗獷式捕獲到精細(xì)仿生保壓采樣的革新，旨在保護(hù)脆弱生物結(jié)構(gòu)與生理活性。機(jī)器人技術(shù)的融合進(jìn)一步提升了采樣的精確性與適應(yīng)性。盡管技術(shù)進(jìn)步顯著，挑戰(zhàn)仍集中于極端環(huán)境下的操作可靠性。未來方向或?qū)⒕劢褂谏锛钚筒牧希ㄈ缱孕迯?fù)聚合物密封圈）與多模態(tài)傳感（聲?光?觸覺融合）技術(shù)，以推動深海的無人化、無損化采樣網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

1.4.3 深海微生物培養(yǎng)與分析技術(shù)

隨著對深海微生物研究的深入，開發(fā)出了一系列適合深海微生物生長的培養(yǎng)技術(shù)和分析方法。通過模擬深海環(huán)境條件，成功培養(yǎng)出多種深海微生物，并對其基因序列、代謝產(chǎn)物等進(jìn)行分析，揭示了深海微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用。深海微生物培養(yǎng)與分析技術(shù)的突破極大推進(jìn)了對極端環(huán)境生命活動的認(rèn)知。近年來，高通量與微流控技術(shù)顯著提升了分析效率。技術(shù)挑戰(zhàn)則聚焦于原位保真與高靈敏度檢測。未來，深度學(xué)習(xí)驅(qū)動的代謝預(yù)測模型與模塊化原位實驗室（如微流控芯片搭載組學(xué)傳感器）將成為技術(shù)迭代的核心方向。

1.5 深海通信與導(dǎo)航技術(shù)

1.5.1 水下聲學(xué)通信

水下聲學(xué)通信作為海洋探測與資源開發(fā)的核心技術(shù)，在復(fù)雜水文環(huán)境下持續(xù)推動技術(shù)創(chuàng)新與能效優(yōu)化。能效優(yōu)化是水下通信網(wǎng)絡(luò)長期運行的瓶頸問題。未來，跨介質(zhì)通信（水聲?激光協(xié)同）與智能反射表面（IRS）的應(yīng)用或能突破現(xiàn)有頻段限制，推動深海物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模化部署。

1.5.2 慣性導(dǎo)航+人工智能輔助定位

由于GPS（全球定位系統(tǒng)）信號無法穿透海水到達(dá)深海，慣性導(dǎo)航（INS）成為深海導(dǎo)航的重要手段。結(jié)合AI輔助定位技術(shù)，通過對傳感器數(shù)據(jù)的實時分析和處理，能夠更準(zhǔn)確地確定潛水器和設(shè)備的位置，提高導(dǎo)航精度。慣性導(dǎo)航與AI輔助定位的融合正成為水下機(jī)器人高精度自主導(dǎo)航的核心技術(shù)方向。深度學(xué)習(xí)與強化學(xué)習(xí)的應(yīng)用顯著提升了環(huán)境適應(yīng)性。

水下物聯(lián)網(wǎng)（IoUT）通過將各類水下設(shè)備和傳感器連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和協(xié)同工作。它能夠整合深海的各種信息，為深海探測和資源開發(fā)提供更全面、高效的支持。目前，水下物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)尚處于發(fā)展階段，但已展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。面向水下物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模部署需求，多節(jié)點協(xié)同定位成為關(guān)鍵挑戰(zhàn)。未來研究方向?qū)⒕劢褂谶吘売嬎阗x能的輕量化AI模型（如知識蒸餾技術(shù)）與量子慣性傳感器的結(jié)合，以突破深海水下導(dǎo)航的物理極限。

1.6 深海能源技術(shù)

1.6.1 深海電池

深海電池作為支撐長周期深海探測的核心能源系統(tǒng)，其技術(shù)發(fā)展聚焦于極端環(huán)境適應(yīng)性、能源密度提升及可持續(xù)充電方案3大方向。能源補給技術(shù)的突破則依賴海洋可再生能源的整合。未來技術(shù)挑戰(zhàn)集中于極端環(huán)境下的綜合能效管理，包括材料可靠性、充電效率和系統(tǒng)集成。發(fā)展趨勢指向壓力自適應(yīng)電池?能量捕獲一體化設(shè)計與跨介質(zhì)能源網(wǎng)絡(luò)。

1.6.2 海洋可再生能源

海洋可再生能源作為深海探測裝備的持續(xù)供能方案，呈現(xiàn)多元化技術(shù)路線與協(xié)同應(yīng)用的趨勢。溫差能因其穩(wěn)定性成為長效供能首選。波浪能與潮汐能的結(jié)合應(yīng)用拓展了分布式供能場景。納米摩擦發(fā)電技術(shù)（TENG）在微能源領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。面向未來，海洋能源的多源協(xié)同調(diào)度與智能儲能管理將是關(guān)鍵方向。仍需突破材料腐蝕抑制、跨介質(zhì)能量傳輸效率提升等技術(shù)瓶頸，以實現(xiàn)深海裝備的能源自治。

1.7 深海大數(shù)據(jù)與人工智能應(yīng)用

1.7.1 機(jī)器學(xué)習(xí)在深海圖像識別中的應(yīng)用

深海圖像識別技術(shù)借助機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）的快速發(fā)展，已成為海洋生物多樣性研究及生態(tài)監(jiān)測的核心工具。低成本硬件的結(jié)合進(jìn)一步推動了技術(shù)的實用化。當(dāng)前挑戰(zhàn)集中于極端環(huán)境適應(yīng)性與算法可解釋性。未來方向需融合域適應(yīng)技術(shù)以應(yīng)對不同海域的光譜差異，并開發(fā)交互式可視化工具輔助海洋學(xué)家驗證模型決策邏輯。

1.7.2 深海數(shù)據(jù)可視化與實時分析

深海數(shù)據(jù)可視化與實時分析正通過多源數(shù)據(jù)融合、邊緣計算和人工智能技術(shù)加速向高效與智能化方向發(fā)展。近年來，深度學(xué)習(xí)驅(qū)動的數(shù)據(jù)融合大幅提升了分析精度與效率。在實時性優(yōu)化方面，邊緣計算的引入解決了深海通信延遲與帶寬瓶頸。當(dāng)前挑戰(zhàn)集中于異構(gòu)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與極端環(huán)境算力限制。未來需突破邊緣端輕量化AI模型（如神經(jīng)架構(gòu)搜索技術(shù)）與量子?經(jīng)典混合計算，以構(gòu)建全海深實時數(shù)字孿生平臺。

1.7.3 數(shù)字孿生技術(shù)在深海探測中的應(yīng)用

數(shù)字孿生技術(shù)通過物理實體與虛擬模型的實時交互與迭代優(yōu)化，正在革新深海探測的裝備可靠性、任務(wù)規(guī)劃和多平臺協(xié)同效能。三維環(huán)境感知與動態(tài)建模是數(shù)字孿生技術(shù)的另一核心應(yīng)用。未來需突破異構(gòu)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化（如聲光數(shù)據(jù)融合）、邊緣計算實時性（延遲<1 s）及低功耗通信等挑戰(zhàn)。同時，量子加密技術(shù)或?qū)⒊蔀楸Ｕ下?lián)邦數(shù)字孿生數(shù)據(jù)安全的關(guān)鍵。

1.8 深海探測應(yīng)用案例

深海探測技術(shù)自20世紀(jì)70年代以來在多領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，推動了基礎(chǔ)科學(xué)與資源勘探的革命。在生態(tài)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域，首次發(fā)現(xiàn)加拉帕戈斯裂谷熱液噴口及其獨特的化能合成生物群落，開啟了深海極端環(huán)境生態(tài)研究的先河。此后，深淵帶生物多樣性研究持續(xù)深入。在資源勘探方面，太平洋深海沉積物稀土元素含量遠(yuǎn)高于陸地礦床（最高達(dá)1500 μg/g），推動多國開展深海稀土資源開發(fā)技術(shù)研發(fā)。科學(xué)鉆探技術(shù)則為地球動力學(xué)研究提供支持。技術(shù)革新持續(xù)驅(qū)動探測能力提升。未來，深海探測將向多平臺協(xié)同（AUV?鉆探船?衛(wèi)星聯(lián)動）與原位實時分析（如海底實驗室）方向發(fā)展，以揭示深淵地球系統(tǒng)運作的全貌。

2 深海探測技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

2.1 智能化與自主化

AI驅(qū)動的AUV將具備更強自主決策能力，能根據(jù)實時獲取的環(huán)境信息和任務(wù)目標(biāo)，自主規(guī)劃探測路徑、調(diào)整探測策略。集群機(jī)器人協(xié)同探測將成為未來重要發(fā)展方向，多個機(jī)器人通過協(xié)作，能夠完成更復(fù)雜、大規(guī)模的探測任務(wù)，提高探測效率和準(zhǔn)確性。

2.2 長續(xù)航與能源創(chuàng)新

核能微型化有望為深海探測提供持久、穩(wěn)定的能源供應(yīng)，小型核電池研發(fā)將使深海設(shè)備能夠在長時間內(nèi)持續(xù)工作。深海無線充電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建將實現(xiàn)設(shè)備在運動過程中的無線充電，進(jìn)一步提高設(shè)備續(xù)航能力。

2.3 深海原位實驗與制造

深海原位實驗與制造技術(shù)通過適配極端環(huán)境（高壓、低溫）的智能材料與新型增材制造工藝（即3D打印技術(shù)），正在推動深海裝備的實時修復(fù)與就地定制化生產(chǎn)。當(dāng)設(shè)備在深海出現(xiàn)故障時，傳統(tǒng)制造方法依賴水面船廠預(yù)制設(shè)備，難以適應(yīng)深海動態(tài)任務(wù)需求，而多材料3D打印技術(shù)的突破為原位制造提供了可能。

當(dāng)前挑戰(zhàn)集中于極端環(huán)境適配性。未來，深海原位制造將融入人工智能驅(qū)動的設(shè)計優(yōu)化（如拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自適應(yīng)生成）與跨尺度打印（微米級傳感器與米級結(jié)構(gòu)體集成），推動深海裝備從“預(yù)置式”向“自適應(yīng)式”范式轉(zhuǎn)變。

2.4 深海通信革命

深海通信是深海資源探查和開發(fā)的核心技術(shù)之一。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于海洋科學(xué)研究、資源勘探和軍事行動中。目前水聲通信是主要的深海通信手段，它利用聲波的傳播特性來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。5~10年內(nèi)，多模態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)將融合聲學(xué)、激光和量子技術(shù)等，結(jié)合人工智能和邊緣計算實現(xiàn)自適應(yīng)優(yōu)化，構(gòu)建高速、安全的深海物聯(lián)網(wǎng)，為深海探測提供革命性通信支持。

2.5 深海成本革命

深海探測與應(yīng)用的高成本傳統(tǒng)上受限于復(fù)雜裝備的制造、能源消耗及維護(hù)需求，而新型仿生技術(shù)與生物融合策略正在推動成本效率的范式變革。更具顛覆性的技術(shù)路徑來自生物?機(jī)電融合模式。當(dāng)前挑戰(zhàn)集中于生物兼容性（如植入裝置對魚類生存率的影響）和規(guī)模化控制（群體協(xié)同邏輯），但兩者的結(jié)合預(yù)示了深海低成本作業(yè)的未來：從“機(jī)器模仿生物”轉(zhuǎn)向“生物增強機(jī)器”，甚至最終構(gòu)建海陸空一體化生物機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)。這一革命性路徑可能在未來10年內(nèi)將大深度探測的日均成本從數(shù)十萬元降至千元人民幣級，徹底打破深海開發(fā)的資本壁壘。

2.6 深海探測與商業(yè)開發(fā)結(jié)合

深海采礦技術(shù)的進(jìn)步為高效、環(huán)保地開采多金屬結(jié)核等礦產(chǎn)資源開辟了新的機(jī)會。加拿大鸚鵡螺礦業(yè)公司是該領(lǐng)域的先驅(qū)。與此同時，澳大利亞海王星礦業(yè)公司正在勘探新西蘭最先進(jìn)的硫磺礦床，使用低成本、低風(fēng)險的模型開發(fā)富含金、銀、銅等的礦床。美國政府也正在積極投入到深海采礦中。此外，深海的生物醫(yī)學(xué)資源開發(fā)也正開辟了新的領(lǐng)域，通過研究和開發(fā)基于深海生物、資源的獨特藥物和材料，海洋經(jīng)濟(jì)的邊界正在進(jìn)一步擴(kuò)大。

3 當(dāng)前技術(shù)瓶頸與挑戰(zhàn)

1）基礎(chǔ)材料與極端環(huán)境適應(yīng)性。深海勘探設(shè)備通常需要在高壓、低溫和高腐蝕性環(huán)境中運行，該類環(huán)境對基礎(chǔ)材料的性能要求非常高。所以開發(fā)兼具高強度、耐腐蝕性和生物抵抗性的環(huán)保材料是一項重大挑戰(zhàn)。

2）能源供應(yīng)限制。深海長航時探測對能源的需求巨大，目前的能源技術(shù)難以滿足長時間、大功率的能源供應(yīng)要求。

3）數(shù)據(jù)獲取與傳輸。深海大數(shù)據(jù)存儲和實時回傳面臨挑戰(zhàn)，大量探測數(shù)據(jù)需要高效存儲設(shè)備和快速數(shù)據(jù)傳輸通道。

4）成本、可持續(xù)性與海洋環(huán)保。深海探測儀器的研究、制造、實施和監(jiān)測成本均較為高昂，并從深海環(huán)境適應(yīng)設(shè)計到高端深海傳感器的生產(chǎn)，均需大量投資。深海勘探活動通常會因為螺旋槳推進(jìn)導(dǎo)致噪聲污染、產(chǎn)生垃圾碎片來影響環(huán)境，并對深海生態(tài)系統(tǒng)造成長期影響。

5）國際形勢、地緣政治與政策法規(guī)。深海資源開發(fā)利用潛力加劇了各國在公海和專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)的競爭，同時某些地區(qū)的勘探活動（如南海）受到領(lǐng)土爭端或地緣政治敏感性的限制。同時，不同國家對深海探測設(shè)備的使用規(guī)范、數(shù)據(jù)共享方式差異較大，跨國合作可能因此受阻。平衡國際合作和技術(shù)自主與應(yīng)對深海勘探開發(fā)的地緣政治風(fēng)險是當(dāng)前深海探測技術(shù)發(fā)展的一個重要問題。

6）國產(chǎn)設(shè)備發(fā)展。國產(chǎn)深海探測設(shè)備展現(xiàn)了中國在深海探測領(lǐng)域的創(chuàng)新潛力。其仿生設(shè)計通過模仿魚類運動提高能源效率和機(jī)動性，適用于長時間深海觀測。然而，設(shè)備在復(fù)雜任務(wù)場景下的長期運行可靠性和集成度需進(jìn)一步驗證，生產(chǎn)規(guī)模化不足導(dǎo)致成本高昂，同時智能自主性需進(jìn)一步提高。

4 結(jié)論與展望

近年來，深海探測技術(shù)在潛水器、傳感器、通信和能源等領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，為深入探索海洋奧秘提供了強有力的技術(shù)支撐。

未來5~10年，深海探測技術(shù)將在智能化、自主化、可持續(xù)性及生物仿生等領(lǐng)域迎來顯著突破，為人類探索未知的深海世界提供前所未有的可能性。新型能源技術(shù)的應(yīng)用將為設(shè)備提供持久支持。通信系統(tǒng)的突破也將至關(guān)重要，未來可能通過水下光通信或量子通信技術(shù)實現(xiàn)深海與地面的實時數(shù)據(jù)傳輸，為科學(xué)研究和資源開發(fā)提供及時數(shù)據(jù)。傳感器技術(shù)進(jìn)步將進(jìn)一步推動深海探測的精準(zhǔn)性。制造技術(shù)的革新，如3D打印技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將顯著降低設(shè)備成本，推動高性能探測工具的普及和產(chǎn)業(yè)化。國際合作也將發(fā)揮重要作用，各國將共同應(yīng)對深海探測的挑戰(zhàn)，促進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和可持續(xù)發(fā)展。特別值得一提的是，生物機(jī)器人和生物增強型機(jī)器人將成為深海探測的創(chuàng)新亮點。其具備卓越的靈活性和隱蔽性，能在復(fù)雜海底環(huán)境中執(zhí)行環(huán)境監(jiān)測任務(wù)，不僅拓展了深海探測的應(yīng)用場景，還可能啟發(fā)新工程設(shè)計理念。

本文作者：崔維成，邵鑫浩

作者簡介：崔維成，西湖大學(xué)工學(xué)院電子信息工程系，教授，研究方向為深海探測技術(shù)和復(fù)雜系統(tǒng)的統(tǒng)一理論；邵鑫浩，西湖大學(xué)工學(xué)院電子信息工程系，博士生，研究方向為基于龜類的第四代深海潛水器技術(shù)探索研究。

文章來 源 ： 崔維成, 邵鑫浩. 深海探測技術(shù)進(jìn)展及未來發(fā)展趨勢[J]. 科技導(dǎo)報, 2025, 43(12): 38?54 .

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