大堡礁首次實(shí)現(xiàn)機(jī)器人水下種草！海草床修復(fù)效率有望提升千倍

本文來源于海潮天下（Marine Biodiversity）
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【海潮天下·編者按】Mako屬于自主水下航行器（UUV），它不是簡(jiǎn)單的撒種。它搭載著小型機(jī)器人鉆頭，將種子（主要是南半球溫帶性海草物種——穆氏矮大葉藻）精準(zhǔn)植入海底沉積物的一定深度。它能在低能見度和強(qiáng)水流環(huán)境下工作，并具備自主測(cè)繪海底的能力。這是大堡礁歷史上首次使用機(jī)器人進(jìn)行海草種植，也是全球范圍內(nèi)首次在真實(shí)復(fù)雜海洋環(huán)境下實(shí)現(xiàn)“鉆入式精準(zhǔn)補(bǔ)植”。

海潮天下·導(dǎo)讀

生態(tài)修復(fù)·前沿

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出品 | 海潮天下

大堡礁（GBR）的海草修復(fù)工作現(xiàn)在面臨一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的效率瓶頸。根據(jù)大堡礁基金會(huì)提供的數(shù)據(jù)，依靠人工潛水員手工種植，在環(huán)境理想的情況下，一年大約只能修復(fù)5公頃的海草床。但大堡礁實(shí)際擁有的海草棲息地面積高達(dá)3.5萬平方公里，受氣候變化、水質(zhì)變差和沿岸開發(fā)影響，海草損耗的速度遠(yuǎn)快于人工補(bǔ)植的速度。如果不引入自動(dòng)化技術(shù)，這種修復(fù)進(jìn)度根本無法抵消生態(tài)流失。

▲上圖：Mako是一款專門針對(duì)深海環(huán)境設(shè)計(jì)的自主水下機(jī)器人，它搭載著高精度地圖繪制系統(tǒng)和自動(dòng)化鉆探裝置，在大堡礁復(fù)雜的強(qiáng)洋流環(huán)境下，已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)從自主選址到精準(zhǔn)深種的作業(yè)閉環(huán)。圖源：大堡礁基金會(huì)，攝于2026年2月

為了解決這個(gè)問題，大堡礁基金會(huì)聯(lián)合機(jī)器人公司Ulysses、中央昆士蘭大學(xué)，研發(fā)了一塊名為Mako的水下機(jī)器人。2025年7月，研發(fā)團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)在格拉德斯通（Gladstone）海域進(jìn)行了為期五天的實(shí)地測(cè)試。2026年2月公布的測(cè)試數(shù)據(jù)證實(shí)，這種自動(dòng)化種植方案是可行的。

Mako機(jī)器人具備自主導(dǎo)航能力，即便在水流湍急、能見度極低的環(huán)境下，也能借助自帶的小型機(jī)械鉆頭，將穆氏矮大葉藻（Nanozostera muelleri）種子準(zhǔn)確植入海底的預(yù)設(shè)深度，確保種子不會(huì)被洋流沖走。

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▲上圖：一片穆氏矮大葉藻（N. muelleri）草甸。該物種正是目前大堡礁海草自動(dòng)化修復(fù)項(xiàng)目中的目標(biāo)藻種。圖源：Ulysses Ecosystems Engineering

技術(shù)參數(shù)上的提升是這次嘗試的關(guān)鍵點(diǎn)。Ulysses公司的聯(lián)合創(chuàng)始人卡勒姆·奧布萊恩提到，目前的人工修復(fù)效率是每年5公頃，而Mako的設(shè)計(jì)目標(biāo)是達(dá)到每天修復(fù)5公頃。這種效率跨越意味著，原本需要數(shù)十年才能完成的修復(fù)工程，在機(jī)器人參與后可以大幅縮短工期。此外，Mako能自主探測(cè)海底地形，識(shí)別出最適合種植的區(qū)域，這不僅節(jié)省了前期測(cè)繪的人力成本，還提高了修復(fù)的針對(duì)性。

從生態(tài)功能上看，海草床雖然沒有珊瑚礁那樣引人注目，但它在海底起著固定沉積物和過濾水質(zhì)的作用，同時(shí)還是極其高效的碳匯資源。大堡礁的海草面積縮減，已經(jīng)直接威脅到了綠海龜和海牛的食物供應(yīng)，導(dǎo)致這些物種的種群數(shù)量出現(xiàn)下滑。因此，提升海草修復(fù)效率具有明確的生態(tài)緊迫性。

組圖圖源：大堡礁基金會(huì)

▲上圖：正在海底作業(yè)的Mako自主水下航行器，它通過自動(dòng)化裝置將穆氏矮大葉藻（N. muelleri）種子精準(zhǔn)植入沉積物中。圖片來源：Ulysses Ecosystems Engineering

在實(shí)地測(cè)試中，Mako也暴露了一些需要改進(jìn)的工程問題。比如在種子剩余量較低時(shí)，由于物理壓力變化，種子傳輸?shù)倪B續(xù)性會(huì)受到影響；在海底沉積物硬度發(fā)生變化時(shí)，鉆頭的下鉆深度也需要更靈敏的反饋調(diào)節(jié)。

不過，Mako采用了模塊化硬件設(shè)計(jì)，在偏遠(yuǎn)的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)可以直接更換零件，增強(qiáng)了實(shí)地作業(yè)的可靠性。

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組圖圖源：大堡礁基金會(huì)

▲上圖：搭載的穆氏矮大葉藻的種子。圖源：大堡礁基金會(huì)

▲上圖：機(jī)器人種草中（今年2月份的實(shí)驗(yàn)）。圖源：大堡礁基金會(huì)

按照目前的研發(fā)規(guī)劃，未來的機(jī)器人還將整合種子采集和后期生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)功能，形成一套完整的水下自動(dòng)化作業(yè)流程。如果這套技術(shù)能夠順利量產(chǎn)并推廣，應(yīng)該能大大的改變目前海洋生態(tài)修復(fù)成本過高、速度過慢的現(xiàn)狀。

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信息源 | 大堡礁基金會(huì)

文 | 盧曉雨

指導(dǎo)老師 | Linda

排版 | LXY

時(shí)間 | 2026年4月

【參考資料】
https://www.barrierreef.org/news/news/robot-a-new-era-in-seagrass-restoration
https://sevenseasmedia.org/seagrass-planting-robot-mako-great-barrier-reef-restoration/

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