由我国承建的世界首座、规模最大深海半潜式智能养殖场正式交付挪威用户,这座“超级渔场”总高69米,有23层楼那么高,船体总装量达到7700吨,最重要的是能抗12级台风!这型装备也是该领域在世界范围内的首例项目,其建造在整个业界被认为具有极大挑战。
6月3日,由我国承建的世界首座、规模最大深海半潜式智能养殖场正式交付挪威用户,这型深海装备安装各类传感器2万余个,融入生物学、工学、电学、计算机等多学科技术,这座“超级渔场”也是我国海洋装备制造领域军民融合的重要尝试。
一说到海洋渔场,大家印象中一定是大规模简易的网箱,渔民要经常出海进行维护和保养,当遇到海洋灾害的时候也很难保障自己的利益。但是现在一型新装备的诞生将改变这一现状。
上图就是我们国家为挪威用户打造的深海半潜式智能养殖场,它还有一个名字叫做“超级渔场”,它的整体容量超过25万立方米,相当于200个标准游泳池,这样一型装备不仅仅是规模大,同时上面所搭载的现代化设备,可以使它实现高度的自动化。同时这样一型装备也标志着中国海洋工程装备制造能力上了一个全新的台阶。
“超级渔场”总高69米,有23层楼那么高。船体总装量达到7700吨,抗12级台风,配备有各类传感器2万余个,可实现全自动监测、喂养、清洁等工作。根据设计,仅需要7名员工就能实现一次养鱼150万条。整个装备由挪威完成初始设计,中国中船重工武船海工研究院进行工程设计和建造。
挪威渔业高级科学顾问索玟·范·尼斯博士:高科技远洋农业是一个新方向,这型装备的目的是要探索是否可以进行环保渔业养殖。我们认为中国制造和挪威创新的结合是非常有趣的,这是一项新科技成果。如果经过实践验证,这可以推广到全世界不同种族、不同国家,所以这也将是一项面向未来的技术。
“超级渔场”是世界首座、规模最大的深海半潜式智能养殖场,融合了世界最先进养殖技术、环保理念和海洋工程装备制造能力,这型装备也是该领域在世界范围内的首例项目,其建造在整个业界被认为具有极大挑战。
中船重工武船集团 王宇博士:它是全新的设计,没有先例可循,所以我们基本上是面临一个边设计边制造边修改的状态。传统来说,北欧或者东欧制造力很强,但是近几年中国学习欧美的先进技术,赶超日韩,已经具备跟世界一流船厂和海工设备制造商的竞争能力,从而能够在这种高端的,首次建造的海工订单的机会中脱颖而出。
军民融合打造世界领先成果
其实长久以来,我国作为世界主要造船大国之一,一直在不断提升海洋装备制造的科技含量和精度质量,这型创世界之最的“超级渔场”,虽然是为海洋渔业打造,但也是我国造船领域技术在军民融合后综合实力的体现。
“超级渔场”虽然是一座远洋渔场,但事实上它也是一种海洋工程装备,和我们所熟知的LNG液化天然气运输船、海洋钻井平台一样,是规模大、技术含量高的工业产品。
中船重工武船集团副总工程师严俊:实际上远海里面,用这种海工式的网架复式结构,这还是第一个,高度很高。它有六七十米高,在建造过程中高精准的安装是很大一个难题,这个技术在目前是独一无二的。 在世界范围内这是唯一有这种需求的装备。
“超级渔场”提出了很多行业内从未有过的海工设计,它配备有一扇用于清洁渔网、驱赶鱼群的360度全向旋转门,这个罕见的巨大活动机构目前已经顺利通过测试,这也是我国造船行业高技术水平的体现。
中船重工武船集团副总工程师严俊:旋转门,它有旋转的平面度的要求,它的框架有安装的精度要求,在几十米的高空,无人的情况下,要通过遥控的方式,来进行毫米级的安装,这个要求是不一般的。
严俊表示,虽然目前全球造船行业较为萧条,但中国造船业正在通过技术转化,完成剩余产能的利用,打造出像“超级渔场”这样的新装备。不断挑战世界高标准制造的中国制造,正在获取世界的认同。
武船集团挪威渔场项目总监 陈海勇:包括我们在业内取得的620万工时无事故的安全纪录,包括我们的精度控制,控制到每一个部件每一个焊缝,每一个管线,每一个阀线,都可以精准地控制了,从这个控制里面可以看出中国制造业的提升,看出客户对中国制造业的信任。
智能化养殖场包括哪些内容?
平台上的设备特性及其功能用途,平台中间的刚性围栏区能提供15000立方养殖水体,可根据需要养殖不同种类、不同生长周期的鱼类、贝类,实现立体养殖生态。平台搭载了自动投饵、鱼群监控、水体监测和制冰等现代化渔业生产设备,可在海上完成从鱼苗生长到成鱼冷冻装箱的一系列作业,日常生产维护1个工人就可以完成。
平台具备20余人居住空间,300立方米仓储空间,wifi,空调、电冰箱、制淡机、淋浴间等设施一应俱全。稳定的电力供应为平台的正常运行提供了坚实保障,“我们海区可以利用这个平台发展休闲渔业,提供山盟海誓的婚庆服务,开展垂钓、潜水、渔家乐,为游客提供玩、吃、住一条龙服务。”青岛崂山龙盘海洋牧场的王金霞总经理看到完备的生活设施后说道。
参观完平台,平台上架起了茶桌,开起了茶话会。马所长首先介绍了广州能源研究所在波浪能发电方面的研究历程。广州能源所40年来一直保持着我国专门从事波浪能研究的队伍,是我国波浪能研发主力军。承担了科技部、国家海洋局、广东省、军方等多项科研任务,开发多种型号,多种装机规模的波浪能发电装置,部分产品已商业化。“澎湖号”基于鹰式波浪能发电技术,将半潜式波浪能发电、深水养殖、养殖工船等多项技术有机集成,打造成为由绿色能源驱动的新型深远海养殖旅游平台。未来以波浪能为核心的海上多能互补可再生能源系统可为我国海洋开发提供有效支撑。
杨红生常务副所长也介绍了海洋所在海洋牧场、深海渔业等领域的工作进展,并指出海洋牧场与海上风电、波浪能等清洁能源作为海洋经济的重要组成部分,在改善国民膳食结构、保护近海生态环境和促进能源结构调整,推动供给侧结构性改革和新旧动能转换等方面具有重要意义。将海洋牧场、深海智慧渔业与波浪能平台相结合,探索出一条“渔能融合”发展新模式,可以实现清洁能源与安全水产品的同步高效产出,海洋科研、产业空间的同步拓展。
水产养殖无人化?比你想象的要快
智能化养殖场包括哪些内容?
现在市面上基本分三类:
一类是设备的全自动化,自动饲喂+环境控制的自动监控。这种设备厂家有很多,而且海内外不同品牌均有一定的市场。
一类是数据化,拥有自动化设备以后,将所有的数据全部进行展示,可以让养殖户清晰的看到各项数据,一目了然。通过物联网IOT技术实现。
还有一类是将两者进行结合,不仅实现自动化设备替代人工进行作业,查看各项数据的变动,例如栋舍内的二氧化碳,温湿度等,还能将自动设备收集来的数据进行智能分析,帮助养殖户进行决策,提高养殖效率,方赞就是代表性的产品之一,其中,还将动物的疾病诊断结果加入了智能分析当中,使结果更加合理和准确。这种便属于智能养殖管理系统。
随着远程操作机器人越来越多的开始执行日常任务,面部识别程序也开始应用于三文鱼,自动化早已在水产养殖上掀起一场浪潮。人工智能给水产工业带来的革命,或许只是时间问题了。
自动化以及人工智能正在渗透日常生活的方方面面。手机的APP可根据我们的习惯推荐晚餐和电影院。计算机生成的翻译帮助两个陌生的语言互相理解沟通。有一天,大街上跑的将全是自动驾驶的 汽车 。虽然自动驾驶 汽车 的时代可能还很遥远,但无人化的水产养殖可能比你想象的要早得多。
ARTIFEX综合了无人水面车辆(USVs)、遥控车辆(ROVs)和遥控无人机(RPAS),可进行例行检查,甚至维护和维修任务。
©SINTEF Ocean and Maritime Robotics
每一个水产养殖从业者都知道,即使是最常规的工作也是带有危险性的。“如果你走在网箱上,旁边伴有半米高的浪,你就会感觉到。如果浪高到1.5米,那网箱几乎就成了过山车”。 Walter Caharija先生,挪威SINTEF 的研究人员,解释道。
随着水产养殖业务在沿海及远海地区的扩大,伴随着气候变化导致海浪强度的不断增加,为养殖的日常活动寻找更安全的解决方案就显得尤为正要。下面让我们一同进入SINTEF的ARTIFEX项目。
ARTIFEX综合了无人水面车辆(USVs)、遥控车辆(ROVs)和遥控无人机系统(RPAS),可进行例行检查,甚至维护和维修任务。无人水面车辆的主要任务是将遥控车辆和遥控无人机送到养殖区,遥控无人机和遥控车辆进行养殖场检查。如果需要进行一些维护或简单的维修,遥控车辆即可完成。最后无人水面车辆再次将它们在送回陆地。这些车辆的自动化程度各不相同,但整个操作将由一个人完成,他可以安全地坐在岸上。目前该技术正在开发中,对于Caharija来说,这种技术不仅仅是奢侈品。
“你想这样做是因为你不想让人们暴露在恶劣的天气和风险中”他说。
SINTEF公司位于Sør-Trøndelag的水产养殖工程研究基地(ACE),现在正在进行商业化三文鱼养殖。
© SINTEF Ocean and Maritime Robotics
ARTIFEX致力于帮助人们远离危险的工作环境来改善他们的福利,挪威的初创企业BioSort也在与Cermaq合作,通过智慧渔业项目(IFarm)改善鱼类福利。
本质上,智慧渔业项目是一个控制海虱,监测生长、畸形和其他 健康 指标的系统。它的独特之处在于结合了一套传感器和人工智能系统来识别每一尾三文鱼。这项技术与我们手机中的人脸识别技术类似,只是智慧渔业项目扫描的不是人脸,而是三文鱼的斑点。
智慧渔业项目(IFarm)之所以特殊,在于它整合了一系列的传感器以及人工智能设备来实现对每一条鱼的定位。这项技术跟我们手机中的人脸识别没有多大不同,区别只是一个识别人脸,一个识别三文鱼的斑点。
“这种跟踪每一条鱼的能力开启了无限的可能性。”BioSort的首席执行官Geir Stang Hauge说到。“例如,定期监测个体的增长率和其他 健康 指标有助于及早发现 健康 问题,甚至监测治疗效果”。
Hauge举例说明了如何使用这种追踪能力:“通过该技术可以得知鱼的状况是在改善还是在恶化,比如说,这条患有冬季溃疡的鱼究竟能不能完全的康复。”
智慧渔业项目并不仅仅局限于医疗记录,它还会选择性地将某条鱼从网箱中移出进行治疗。Hauge说:“据我们所知,没有人会出于 健康 问题而把网箱中某一条鱼移出来。”
以海虱为例,通常不是网箱里所有的三文鱼都会被感染,但是如果发生了感染,就得进行全体治疗。而如果将被感染的鱼移出来,就可以进行更有选择性的治疗。
尽管持续地开发软件和人工智能非常重要,但自动化水产养殖面临的最大挑战在于工程基础设施,而软件实际上是在其基础上工作的。例如,智慧渔业项目需要的不仅仅是一系列传感器和人工智能神经网络,它还包括一套设计完整的网箱系统。每条三文鱼都必须通过一套扫描系统来识别定位,进行测量,检查海虱和皮肤异常等情况。为了实现这一目标,BioSort利用了三文鱼一个关键的生物学部分——它们对空气的需求。
在BioSort's的智慧渔业项目中(iFarm),每条三文鱼都必须要通过一系列传感器,以此来定位每一条鱼,然后对这条鱼做测量、检查是否有海虱以及体表是否异常。
© BioSort
三文鱼每隔四天左右就需要到水面,将空气重新填满它们的鱼鳔。智慧渔业项目通过一个装有传感器的漏斗来限制它们进入网箱水面的任何地方,由于传感器不能在黑暗中工作,所以还需要一个照明系统。然后,就可以对三文鱼进行分类,这意味着可以允许某条三文鱼重新回到网箱中,或者将它们导向一个独立的区域进行治疗。Hauge指出,虽然每一部分看起来都相对容易实现,但关键是所有的组件——软件、机械组件、照明、光学——都要协同工作,所有这些都要考虑到三文鱼的行为、自然偏好和福利。
和ARTIFEX一样, 智慧渔业项目(IFram)也还在开发中,到目前为止测试进展顺利,下一个阶段也即将进行。
Hauge说:“我们做过小规模的试验,但是我们从来没有对15万条鱼、20万条鱼做过这样的试验。”除了扩大到更大数量的鱼,BioSort的目标是发现小至1-2毫米大小的海虱,其光学设备也要能在1米之外识别鱼。
Hauge承认这是很有野心的,但这个想法可使水产养殖者尽可能的远离所有潜在意外。与此同时,ARTIFEX正寻求将这些车辆的各种部件在SINTEF ACE的全功能实验室农场中试用。
Geir Stang Hauge,BioSort公司CEO。
“从技术解决方案的角度来看,我们已经把一切都准备好了,但它还需要实践的检验” Caharija说。
那么,是否在未来的某一天,水产养殖完全由计算机控制的,不再需要人工投入? Caharija和Hauge一致认为有些角色是会改变。但人永远不会改变。
“你不需要时时刻刻都有人把守每个地方。你可以让一个人在多个地点工作,” Hauge建议。
然后,正如Caharija所强调的,虽然有些流程可以自动化,但是有些流程不能自动化。他指出:“在机械和电子等方面仍需要进行大量的维护。”
就像Caharija 和Hauge都认为的那样,最终的决定永远是人做出来的。( 本文转自【 水产黑匣子丨图文:Samantha Andrews,翻译:小酋长,校对:刀客特金 】。如有版权问题,敬请联系 wx@fishfirst.cn 。 )
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