探索海洋,向深渊进军


文/本刊编辑部

 

上九天揽月,下五洋捉鳖。浩瀚的大海和神秘的太空一样,一直吸引着人类好奇的目光。人类的特性,就是对未知世界的探求与渴望,这种特性也是促进人类文明发展和科技进步的动力。
海洋约占地球表面积的71%,海水约占地球上总水量的97%。人类很早就知道在海洋中捕鱼,以海洋为生。在航空技术出现之前,航海是人类跨大陆运输和旅行的主要方式。
但人类对海洋乃至深海的探索一直到19世纪才真正开始。1895年,英国皇家海军“挑战者”号实施了首次环球考察,它在太平洋马里亚纳群岛西南部和北太平洋卡洛琳群岛的北部,探测出了8 230米的深度。这次探测的结果标志着超深区域的存在。1951年,英国皇家海军“挑战者-2”号对马里亚纳海沟进行了测量,将其最深处命名为“挑战者深渊”,当时测量的深度为10 863米。
深海一般指深度超过3500米的海域,其中最为薄弱的、人类了解最少的是深渊。深渊是指6500米以深的海沟。在全世界这样的深渊海沟一共有26条,大部分位于太平洋洋底,马里亚纳海沟是迄今为止发现的最深的海沟。
到目前为止,人类已探索的海底只有5%,还有95%的海底是未知的。为了亲眼看到深渊的风光,勇于冒险的人类前赴后继地下到了更深的海底。
1960年,瑞士人雅克·皮卡德和美国人唐·沃尔什驾驶着“的里雅斯特”号下潜到了“挑战者深渊”(10916米),创造了载人深潜的最深纪录。他们只在海底待了20分钟,由于潜水器着陆激起泥雾,他们没有看到或拍到海底任何有价值的东西。虽然作为深海探索,此次下潜并不圆满,但人类的深潜却跨出了一大步。直到今天,“的里雅斯特”号仍然保持着“深潜之冠”的光荣称号。
人类对于海洋的探测不仅仅只是为了满足好奇心,海洋里的生物资源、能源、水资源、金属资源是陆地上的数千倍。在陆地资源日益枯竭的今天,开发与利用海洋能源、资源,是人类维持自身的生存与发展,拓展生存空间,充分利用地球上这块最后的资源丰富的宝地最为切实可行的途径。
随着“蛟龙”号、“彩虹鱼”号等深渊潜水器的研制成功,“张謇”号等科考母船的启航,我国的深渊探测装备形成了以全海深的无人潜水器、载人潜水器、着陆器和科考母船组成的强大配置,这将极大提升我国面向深海的装备技术水平,为我国的海洋强国建设提供技术支撑。

带来惊喜
荷兰乌特勒支大学大脑研究中心的尼克·拉姆齐,设计了一款新型的人机接口系统。其主要是使用放在患者颅骨下方、大脑表面的电极来收集信号;当电极记录到脑活动,信号会通过电线传到一个植入患者胸部皮肤的小装置;由这个小装置将信号通过无线传输发送到平板电脑,并将信号转换成简单的“点击”;有了这个“点击”信号,患者就可以借助平板电脑上的其他软件做各种各样的事情,例如玩游戏或使用拼写检查器选择单词与外界进行沟通。
2015年,德布鲁恩自愿使用该系统,希望能贡献力量。拉姆齐团队在德布鲁恩的大脑(控制右手运动的区域)植入电极后,德布鲁恩使用该系统来拼写单词和玩“打地鼠”等游戏;经过多次训练后,德布鲁恩学会了通过想象移动她的手来触发“点击”;6个月后,她的准确率达到了95%。这套有效的系统,带来了莫大的惊喜。
德布鲁恩说:“我的梦想是能够驾驶我的轮椅。”她植入这个电极后,每星期都会使用几次。她没想到,这对她来说意义如此重大。

自由的滋味
虽然使用这套系统比使用她的眼睛跟踪器更慢,但德布鲁恩能在户外自由使用这个大脑植入物。例如,自然光下,当眼动跟踪器不工作时,她依然可以用此系统进行户外交流。
这是一个非常简单的系统,它不需要任何花哨的计算机,很适合日常生活。由于系统是无线供电的,其他人看不到它,这一点对许多需要进行大脑植入的候选人来说很重要。
但是装置可能无法完成更复杂的任务,例如控制机器人四肢。另外,从装置获得的信息量也很有限。尽管如此,对于那些由于运动神经元疾病如ALS而引起瘫痪或者严重中风的患者来说,这仍然是一个有益的方法。
拉姆齐团队已经改进了平板电脑的软件。更先进的软件,能够使患者基于前几个字母就能更快、更好地预测并完成整个单词。拉姆齐团队正着力开发可以将“点击”转换为其他功能的软件。拉姆齐说:“使用正确的软件,我们可以做更多的事,例如关闭电视机,以及使用图标来控制家庭中的电器等。你可以想象用点击做很多事。”

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