深海考古背后的科技含量有多高？這些“黑科技”首次公開

6月16日，“深海勇士”號(hào)載人潛水器完成第577次下潛任務(wù)，隨“探索一號(hào)”科考船返航。至此，針對(duì)南海西北陸坡一號(hào)、二號(hào)沉船的第一階段地球物理調(diào)查工作已順利完成。6月17日，中國(guó)科學(xué)院深海所首次公開了在考古工作中發(fā)揮重要作用的部分科技手段。

南海西北陸坡明代沉船全貌初現(xiàn)

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據(jù)介紹，該任務(wù)由中國(guó)科學(xué)院深海所載人深潛團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)家文物局考古研究中心及中國(guó)(海南)南海博物館考古專家共同參與。

中國(guó)科學(xué)院深海所載人深潛團(tuán)隊(duì)利用測(cè)深側(cè)掃、三維激光掃描和攝影圖像拼接，圈定了沉船遺址區(qū)域的全局分布范圍，獲取沉船核心區(qū)域的三維精細(xì)圖像。

中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所科學(xué)部副主任陳傳緒：根據(jù)水下考古作業(yè)的要求，需要對(duì)沉船遺址區(qū)的所有文物進(jìn)行全局高精度的定位和三維重建。在1500米的深海，這對(duì)我們以往水下定位和測(cè)量的技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。為此，我們進(jìn)行了載人潛水器平臺(tái)和探測(cè)載荷能力升級(jí)，將潛水器位置、姿態(tài)、速度、同步時(shí)鐘等信息，集成至三維激光掃描設(shè)備，進(jìn)行巡航式三維高精度測(cè)繪。

“深海勇士”號(hào)載人潛水器搭載三維激光掃描，是一種新型的水下測(cè)繪技術(shù)，利用高速激光掃描測(cè)量的方法，可高分辨率地獲取沉船遺址區(qū)域各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，快速?gòu)?fù)建出大量文物的三維點(diǎn)云模型。

深?？脊?中國(guó)載人深潛的新命題新挑戰(zhàn)

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據(jù)了解，自2022年10月發(fā)現(xiàn)南海西北陸坡一號(hào)、二號(hào)沉船以來(lái)，中國(guó)科學(xué)院深海所，于沉船遺址區(qū)域先后進(jìn)行了30次載人深潛。按照考古工作要求，對(duì)遺址區(qū)文物進(jìn)行全局定位、三維重建、高清拍攝、精細(xì)觀察、環(huán)境取樣，并對(duì)部分文物進(jìn)行無(wú)損提取等，這些都是中國(guó)載人深潛面對(duì)的新命題和新挑戰(zhàn)。

深海考古，不同于常規(guī)的海底探測(cè)和取樣作業(yè)，對(duì)載人深潛及相關(guān)深海技術(shù)提出了更高水準(zhǔn)的要求：精準(zhǔn)測(cè)繪、精細(xì)作業(yè)和超高清攝錄等。

中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所科學(xué)部副主任陳傳緒：如何在漆黑一片的1500米深海海底，駕駛長(zhǎng)9米、寬3米的載人潛水器，沿直線開500米，偏差不超過(guò)1-2米，這是我們面臨的第一個(gè)難題。這不僅要求潛航員高超的潛水器操控技能，也對(duì)水下定位系統(tǒng)和導(dǎo)航的精度穩(wěn)定性提出了更高要求。我們通過(guò)引入長(zhǎng)基線水下定位系統(tǒng)，將水下位置的更新率從以往的60秒提高至3秒，為潛航員提供了沒(méi)有時(shí)延的導(dǎo)航參考。

中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所潛航員鄧玉清：如何將珍貴、脆弱易損的瓷器，金屬器等文物完好無(wú)損地從1500米海底提取至實(shí)驗(yàn)室，這是我們面臨的另一個(gè)難題。我們和中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、北京航空航天大學(xué)的有關(guān)專家針對(duì)性地升級(jí)了機(jī)械手，將以往傳統(tǒng)的剛性材料的機(jī)械手爪，替換為柔性材料制備的手爪，既可以保證水下文物的穩(wěn)定提取，又能保證不磨損文物表面的花紋等珍貴信息。

另外，“深海勇士”號(hào)載人潛水器還進(jìn)行了高清攝像系統(tǒng)的升級(jí)，大幅提升水下視頻拍攝質(zhì)量，通過(guò)潛水器搭載地吹沙、吸塵等裝置，清理文物表面附著掩埋的沉積物，協(xié)助考古專家鑒定和進(jìn)行原位觀察。

據(jù)了解，自2017年投入使用以來(lái)，“深海勇士”號(hào)載人潛水器累計(jì)執(zhí)行577次下潛，年均潛次過(guò)百，保持世界領(lǐng)先的運(yùn)維水平。近年來(lái)，“深海勇士”號(hào)載人潛水器的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展，涵蓋了深?？瓶?、應(yīng)急搜尋回收和無(wú)人潛水器協(xié)同作業(yè)等方面。深?？脊牛诔蔀橹袊?guó)載人深潛所面臨的新命題和新挑戰(zhàn)。

中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所科學(xué)部副主任陳傳緒：如果沒(méi)有深?？萍佳b備的進(jìn)步，面對(duì)先人留給我們的在深海的歷史文化遺產(chǎn)，我們將無(wú)從下潛，甚至無(wú)從知曉，也就無(wú)從深?？脊?。

（原標(biāo)題：深海考古背后的科技含量有多高？這些“黑科技”首次公開）

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