深圳获批首个深海AI赋能联合国"海洋十年"项目 多国科学家携手构建深海数字孪生系统

问题:深海观测难、数据碎片化与风险不确定性,长期制约海洋治理与产业发展。深海环境复杂、变化尺度跨度大,观测和取样成本高、周期长,导致全球深海数据面临“采集分散、标准不统一、共享不足、应用衔接不畅”等问题。另外,深海采矿、海底工程、海底通信和能源开发等活动持续增加,如何开发利用与生态保护之间实现可验证、可评估、可追溯,成为国际社会共同关注的议题。 原因:科技能力、协同机制与应用需求共同推动深海数字化转型。近年来,海洋观测装备、卫星遥感、潜器和海底传感网络不断进步,深海多源数据增长明显;但数据本身难以直接支撑决策,亟须通过模型体系把“观测”转化为“可预测”。同时,海洋治理具有跨学科、跨区域、跨部门特征,单一机构难以覆盖从数据采集、算法建模到场景验证的全流程,国际合作与共建共享因此成为必然选择。联合国“海洋十年”(2021—2030)强调以科学促进可持续发展,也为跨国协同项目提供了制度化平台与动员机制。 影响:SPEED项目获批将加快形成“深海数据—预测服务”的闭环能力,提升深海治理的科学化水平。据介绍,SPEED以深海环境与工程仿真预测为核心,面向“数字孪生海洋”(DITTO)大科学计划需求,拟构建由智能算法与高性能计算支撑的深海数字孪生系统,推动不同维度的深海数据在统一框架下汇聚、校验、同化与推演,形成“采集—处理—建模—预测—反馈”闭环。该能力预计在三上发挥作用:其一,为深海工程安全与资源利用提供风险评估和方案比选依据,降低不确定性带来的成本与事故风险;其二,为深海生态敏感区识别、影响评估与修复策略设计提供量化支撑,促进开发与保护协同;其三,为国际规则与公共政策提供可核验的科学证据,服务气候变化背景下的海洋韧性提升与全球海洋治理。 对策:以开放合作、标准共建与场景牵引,推动“科研成果”转化为“公共产品”。业内人士认为,深海数字孪生要实现落地,关键三项工作同步推进:一是推进数据共建共享,对观测数据、航次数据与实验数据开展标准化治理,提升跨区域可用性;二是提升模型与算法的透明度和可解释性,建立与观测相互校验的评估体系,避免“能算但难用”;三是以应用场景带动迭代,从海底工程选址、环境影响评估到灾害风险预警等典型场景切入,形成可复制、可推广的解决方案。深圳近年来持续拓展国际合作伙伴关系,目前已承担5项联合国“海洋十年”行动/计划,为上述路径提供了实践空间与试验平台。 前景:以“海洋十年”为牵引,深圳有望推动深海科学与海洋产业形成更紧密的创新联动。此前,清华大学深圳国际研究生院牵头的“西太平洋黄昏带生态系统研究计划”(TOWER)于2023年获批,标志着深圳首次承担“海洋十年”行动计划项目;2024年,“提升公民海洋素养”实施伙伴计划以及“智慧型沿海城市—海湾二氧化碳排放研究”等项目获批,议题覆盖公众教育与城市碳治理等方向。面向更大尺度的深海观测与数据供给体系建设,“深蓝梦想2035”/“深蓝百万里”环球海洋科考计划已获批,并将以深圳为重要起点推进太平洋航次,开展深海数据综合探测与采集。随着SPEED等项目推进,深圳有望深入完善“观测—模型—应用—产业”的全链条能力,在深海环境认知、工程安全与绿色发展上形成具有国际影响力的科技供给。

随着全球对海洋资源开发与生态保护的关注持续上升,科技创新正成为提升深海认知与治理能力的关键。中国科研机构深度参与联合国“海洋十年”计划,反映了开放合作的科研取向与对全球海洋议题的责任担当。未来,随着更多国际合作项目落地,人类对深海的认知边界有望继续拓展,并为海洋资源的可持续利用提供新的路径。