海底采矿机器人,是专门为海底矿产资源开采所开发的一类机器人。
全球海洋面积辽阔,蕴藏着丰富资源,包括油气资源、矿产资源。锰结核(多金属结核),主要成分是锰化合物、铁化合物,其他成分还有镍、铜、钴、铝、镁、钾等。全球海洋锰结核中的金属资源储量远高于陆地储量,开发利用价值大。我国海洋面积达300万平方公里,20世纪80年代以来,我国对锰结核的调查规模不断扩大,2016年,深海多金属结核采矿试验工程项目技术工作全面启动。在此背景下,海底采矿机器人拥有巨大发展空间。
早期,海底矿产开采试验,是对矿产所在海底地面进行挖掘,将矿石与其他物质全部收集,筛选后遗弃非矿产物质。但此法会破坏海底生物群落及生态环境,造成海洋生物灭绝。海底采矿机器人工作时,以开采锰结核为例,锰结核分布于海底表层,外观以结核状为主,直径通常5-7厘米之间,海底采矿机器人可以对锰结核进行定位,抓取锰结核,最大程度地减少对海底生物群落的影响。
由于深海环境复杂,海底采矿机器人设计、研制难度大。例如,海底采矿机器人需要考虑抗高压、抗低温、抗腐蚀、抗水流阻力、防水、平衡性等问题,以保证使用寿命、工作效率;海底采矿机器人工作在深海环境中,利用导航、定位等功能获得矿产位置信息实现精确开采,需要考虑信号传输问题,否则会影响矿产开采效率。
新思界
行业分析人士表示,我国已经开发出海底采矿机器人。2023年12月,中国船舶第七〇二所自主研制的海底采矿机器人“深海多金属硫化物采矿样机”完成海试任务;2024年6月,湖南大学、长沙矿冶研究院有限责任公司牵头研发出的海底采矿机器人-全球首套6000米级智能电驱动深海重载采矿车辆平台通过验收。这为我国海底矿产资源商业化开采、海底采矿机器人规模化应用奠定基础。