读2025世界前沿技术发展报告33深海装备与技术

1. 深海装备与技术

1.1. 全球深海钻探设备与技术正处于快速发展阶段，技术水平、装备性能和应用领域不断提升和拓展，为各国深海资源开发与环境探测提供助力

1.2. 海底采矿争议不断，国际反对声音有所增加，相关立法难以达成共识，使深海开发进展缓慢

2. 深海探测装备与技术

2.1. 主要国家聚焦载人深潜能力，升级载人深潜设备

• 2.1.1. 在爪哇海沟开展的全球首次大范围、系统性载人深潜科考活动

• 2.1.2. 此次爪哇海沟联合深潜科考，也是由中国科学院深海科学与工程研究所发起的“全球深渊深潜探索计划”的重要组成部分，将进一步加深对全球深渊地质生命过程与地球系统演化的认识

• 2.1.3. 2024年5月，美国“阿尔文”号（Alvin）深海载人潜航器进入美国阿拉斯加州附近阿留申群岛边缘的深水珊瑚区和海底甲烷渗漏区进行调查，有望揭示甲烷渗漏点附近的生物多样性变化情况，标志着美国首次在4500米以下进行载人科考

• 2.1.4. 2024年8月，中国“蛟龙”号深海载人潜航器完成首个大西洋载人深潜科考任务，创造了单航次下潜次数最多和“九天九潜”的新纪录，将中国载人深潜调查海域由“两洋一海”​（印度洋、太平洋、南海）拓展到了大西洋

• 2.1.5. 法国“鹦鹉螺”号于1984年服役，已有40余年历史，该潜航器由钛合金制造而成，下潜深度可达6000米，续航6小时，最长潜水时长可达到11小时，迄今已下潜2122次

• 2.1.6. 凭借MATSYA 6000，印度将成为继美国、俄罗斯、法国、日本和中国之后第六个拥有深海载人潜航器的国家

2.2. 自主潜航器新型装备不断涌现，适应多样化任务需求

• 2.2.1. ​“替代者-V”可以与潜艇协同开展行动，执行包括搜索水雷、冰封水域侦察等高风险、长耗时任务

• 2.2.2. 自主潜航器不受季节影响，可在北极大陆架难以到达的区域进行地质勘探

• 2.2.3. 2024年5月，中国天津大学研发团队完成了中国首台深海微生物原位采样自主潜航器（Microbial Sampling Autonomous Underwater Vehicle，MSAUV）的研制，突破了深海微生物多通道高保真采样仪器设计、自主潜航器协同设计与优化、采样区域识别与跟踪等多项关键技术

• 2.2.4. 2024年5月，法国道达尔能源公司和美国国际海洋工程（Oceaneering International，Inc.，OII）公司使用“自由”型（Freedom）自主潜航器成功完成120千米海底管道自主检测海试

• 2.2.5. 开发一款专用于精确测绘海草床的Aquaremona型自主潜航器

• 2.2.6. 2024年3月，美国航空航天局喷气推进实验室在阿拉斯加北部的博福特海（Beaufort Sea）成功完成“IceNode”冰下自主潜航器原型测试

• 2.2.6.1. 该项目旨在部署一支自主潜航器舰队深入南极冰架下方，收集冰层融化与海平面上升的相关数据

• 2.2.6.2. 该潜航器可以使数据直接传回岸上，缩短高达50%的检查时间，还可以在获取检查数据的同时进行资产的3D重建

• 2.2.7. 2024年8月，英国ecoSUB公司完成自主潜航器ecoSUBm25-Science的深水实验，成功到达2002米的深度，完成垂直水柱剖面测量

• 2.2.8. 2024年8月，印度电子公司推出一款多功能自主潜航器ECAUV 500

• 2.2.8.1. 该机器人配备先进的导航系统，包括惯性导航系统和多普勒速度计，拥有深海精确导航能力

• 2.2.8.2. 该款水下机器人有望增强印度海军水下监视能力

• 2.2.9. 2024年9月，挪威康斯伯格公司的“休金耐力”型（Hugin Edurance）自主潜航器成功完成2222千米的自主航行试验，打破自主航行纪录

2.3. 遥控潜航器性能升级，满足海底探测更高需求

• 2.3.1. 该项目组将重点开发中长续航海底巡航机器人所需的技术模块，包括导航、定位、通信等

• 2.3.2. 该项目的最终目标是实现潜航器长期、低成本独立运行，最大程度地减少碳排放

• 2.3.3. 2024年4月，美国视光（VideoRay）公司推出一款新型“卫士”​（Defender）系列遥控潜航器Ally

• 2.3.4. 2024年4月，瑞士海卓米娅（Hydromea）公司推出了一款新型遥控潜航器EXRAY，用于无缆水下检测

• 2.3.5. 2024年10月，美国南密西西比大学（University of Southern Mississippi，USM）和美国伍兹霍尔海洋研究所将开发新型中型遥控潜航器，以满足对深海海底和水柱基础研究的需求

3. 深海资源开发装备与技术

3.1. 深海采矿国际争议不断，各国立场分歧凸显

• 3.1.1. 2024年7月，加拿大金属公司（The Metal Company，TMC）计划于2025年开展深海采矿项目，以在国际海底管理局通过相关限制规章之前实现深海矿产商业开采

3.2. 中国深海钻探与采矿技术持续提升，应用领域不断拓展

• 3.2.1. 2024年6月，中国研发出全球首台6000米级智能电驱动深海重载采矿车辆平台

• 3.2.2. 2024年12月，深海技术科学太湖实验室自主研制的新型多金属硫化物采矿车圆满完成千米级海试

3.3. 深海钻探船推陈出新，钻探深度不断突破

• 3.3.1. 2024年8月，美国“乔迪斯·决心”号（JOIDES Resolution）深海钻探船在完成最后一次航行任务后，结束了近40年的服役生涯

• 3.3.2. 2024年9月，日本“地球”号（Chikyu）深海探测船在日本海沟水深6897.5米处向下钻探980米，自海面探测深度达7877.5米，刷新该船保持的7740米深海钻探纪录

• 3.3.2.1. 该船是世界上首次安装了立管式钻探系统的科学钻探船，科研人员将长40米的钻管连接起来，触达海底后继续掘进

• 3.3.3. 2024年11月，中国首艘大洋钻探船“梦想”号在广州正式建成入列，标志着中国成为第三个自主研制大洋钻探船的国家

• 3.3.3.1. 该船是全球钻探能力最强、科学实验功能最全、智能化水平最高、综合运维成本最低的钻探船，可执行大洋科学钻探、深海油气勘探和天然气水合物勘查试采等国家战略任务

• 3.3.3.2. "梦想”号的入列，将为中国深海资源勘探、关键技术装备研发，以及全球科学家开展大洋科学钻探研究提供重大平台支撑

4. 海洋电子信息技术

4.1. 2024年，全球海洋电子信息技术在海洋监测、海洋导航定位和海洋通信等领域继续保持创新发展，进入到相对成熟的发展阶段

4.2. 人工智能、大数据、量子技术等新一代信息技术的融合与应用，不断满足海洋电子信息技术全球化、体系化、多样化、智能化的应用需求

5. 全球海洋监测系统全面发展

5.1. 海洋监测是通过监测、观测、调查等方式获取海洋基础数据信息并应用的过程，是海洋资源开发与利用的基础性工作

5.2. 浮标、智能化设备以及数字化技术和装备的发展，使全球海洋观测体系不断发展和完善，海洋环境感知能力进一步拓展和提升

5.3. 海洋浮标应用领域不断拓展

• 5.3.1. 2024年1月，执行中国第40次南极考察任务的“雪龙2”号船抵达阿蒙森海开展大洋考察，并成功布放了深水生态潜标，标志着中国首次在极地布放生态潜标

• 5.3.2. 该潜标主要生态传感器均由国内自主研发，将通过光学和声学系统对上层海洋中的磷虾进行长周期探测，布放时间持续一年，于2025年第41次南极考察时回收

• 5.3.3. 2024年6月，法国泰雷兹公司在“大西洋”​（Atalantic）反潜巡逻机上成功测试了新一代声呐浮标SonoFlash

• 5.3.3.1. 该声呐浮标还可与泰雷兹公司的其他系列声呐浮标兼容，如与Flash声呐浮标结合使用，可扩大飞机探测范围，并能对潜艇的规避动作作出更快反应

• 5.3.3.2. SonoFlash未来将由“大西洋”反潜巡逻机和NH90直升机部署

• 5.3.4. 海洋动力技术（Ocean Power Technologies，OPT）浮标集成了OPT的海域感知系统以及卫星通信、5G等技术，可提供持续、自主的监控和数据收集能力，满足多样化作战需求

5.4. 新技术融合应用带动智能化发展

• 5.4.1. 研发深海传感器和摄像系统DORIS，该系统具有更强大的数据收集及实时传输功能，能极大降低深海研究成本和技术门槛，有助于制造出更便捷、更高效的深海探索工具

• 5.4.2. 创建研究南极冰架融化的自主系泊系统SAMS，帮助解决气候科学中量化冰盖质量损失和预测全球海平面上升的难题

• 5.4.3. “冲浪观测”​（Surf Observation）系统由美海军研究实验室的“滨海透镜”​（Littoral Lens）紧凑型岸上立体相机和陆军工程研究与发展中心的无人机系统组成，可自动对海岸线水流和波浪进行测量

5.5. 海底测绘精度不断提升

• 5.5.1. 该项目通过创新光学技术，利用NOC研发的自主水下航行器搭载高分辨率光学传感器，增强海底成像效果，同时结合Auto Naut研发的波浪动力无人水面艇及其搭载的远程传感器和测量技术，实现超视距远程海底监测

• 5.5.2. 该项目将为海上风电、石油和天然气及海洋建筑等行业提供远程调查服务和相关软件产品

• 5.5.3. GEBCO是国际水文组织（International Hydrographic Organization，IHO）和政府间海洋学委员会（Intergovernmental Oceanographic Commission，IOC）的一项联合计划，是唯一被授权绘制整个海底地图的政府间组织

5.6. 海底基础设施监测监视获得更多关注

• 5.6.1. 芬兰地理空间研究所将利用德国弗劳恩霍夫物理测量技术研究所开发的最新激光雷达系统开展监测

• 5.6.1.1. 双方还将合作开发机载测深激光扫描仪，以从空中精确测量沿海地形数据

• 5.6.2. 2024年5月，英国国家计量中心国家物理实验室（National Physical Laboratory，NPL）宣布与新西兰测量标准实验室（Measurement Standards Laboratory of New Zealand，MSL）合作，利用新西兰近海已有的海底光缆基础设施，通过超灵敏光学测量技术，收集海底实时环境数据，建立海啸预警系统，同时通过温度监测了解海底地质和气候变化情况

• 5.6.3. 2024年6月，美国初创公司Skylark Labs演示了一种海底物体探测和识别解决方案

• 5.6.3.1. Skylark Labs测试了多款先进的人工智能算法和多模态传感器

• 5.6.3.2. 人工智能驱动的海底物体探测和识别技术有望彻底改变海上安全和监测手段

• 5.6.4. 2024年11月，法国泰雷兹公司与法国Febus Optics公司签署一份联合开发协议，将开发新型海底基础设施监控解决方案

5.7. 数字技术为海洋观测突破提供新方法

• 5.7.1. 随着越来越多的舰艇配备大量被动声学传感器，需要分析的声学数据量呈指数级增长

• 5.7.1.1. 需要借助创新人工智能技术对海量数据进行分析

• 5.7.2. 日本富士通（Fujitsu）公司推出一项使用激光雷达和人工智能获取水下生物、自然地理实体或人造设施等物体的高分辨率3D数据技术，并公布技术细节

• 5.7.3. 展示了Littoral Lens计算机视觉系统

• 5.7.3.1. 该系统能自动实时测算沿岸水流速度和波浪参数，提高有人舰艇或无人舰艇的战场感知能力，从而支持美海军濒海战术决策

• 5.7.4. 将创建海洋与沿海数据中心原型，并联合海洋组织、非政府组织、学术界和私营部门，解决数据差距并推动合作倡议