游泳机器人？是的，用于清洁海洋

它们令人印象深刻。其目标也是如此——清理世界水域中的垃圾。2019年，据估计海洋中有5.25万亿件塑料垃圾，重量超过26.8万吨（https://ieeeoes.org/oes-beacon/june-2019-beacon/plastics-a-threat-to-our-oceans/）。但如今，塑料并非堵塞海洋和河流的唯一物质。考虑到所有物质的话，近期的预测表明，海洋中漂浮的垃圾可能超过171万亿件。

海洋中的小垃圾碎片可能会被海洋动物吞食。如果它们留在动物体内，就可能成为感染源，或者随着小动物被大动物吞食而在食物链中进一步传播。较大的海洋垃圾碎片可能会影响航运——每年大约有1万个海运集装箱坠入大海。

机器人可以帮助识别这些垃圾，甚至将其从海洋中清除，但机器人也有局限性。

河流巡查

垃圾清理水上机器人（aquabots）的部署受到限制，主要是由于缺乏资金，但有几个著名的例子。首先是水母机器人（Jellyfishbot），IEEE Spectrum刊物中称其为“河流版的Roomba”。一些地方政府，如加利福尼亚州的长滩，就在使用它们。

另一个例子是由荷兰非营利组织The Ocean Cleanup开发的河流拦截器。它固定在河流之中。当垃圾顺流而下时，会沿着一个漂浮的围栅被引导至这个太阳能驱动机器人的“嘴”部，然后通过传送带从水中被清除。

这两种机器人有一些区别。水母机器人相对较小，能放进汽车后备箱，并且是遥控的。而河流拦截器则大得多，其长度和宽度大约是标准海运集装箱的两倍。

这些机器人在清理河流垃圾方面发挥了重要作用，因为大部分海洋垃圾是通过河流流入海洋的。

一项快速发展的技术

水上机器人（aquabots）的开发也面临一些挑战。一方面，并非所有垃圾都漂浮在水面上。有些沉到水底，有些则在水面下漂浮。而在水面作业的机器人无法触及它们。

另一个挑战是：水下的能见度可能有限。在水面下作业的机器人可能难以识别海洋垃圾。因此，大多数水下垃圾清理机器人的原型都依赖人类操作员来识别垃圾。然而，目前针对基于人工智能（AI）的自动垃圾识别方法有大量的研究。IEEE Access上的这篇文章对该领域的研究进行了综述，并展示了一种提高准确性的新方法。

IEEE高级会员王刚表示：“大多数海洋垃圾机器人项目都是试点项目。我们需要梳理海洋垃圾的一些核心问题，以解决大规模清理的难题。大多数项目针对的是水面垃圾，而这只是垃圾的一部分。大多数垃圾可能在水下，比如渔网。

我们需要水上机器人（Aquabots）来清洁海洋吗？

海洋中的人造垃圾数量惊人。一些估计表明，到2040年垃圾量可能会翻两番。

IEEE会员Paulo Drews指出，机器人造价昂贵。它们需要维护，还需要操作员。而且它们也需要有地方存放垃圾。

Drews说：“使用水上机器人处理垃圾是社会的一个重要发展方向。不过，随着这项技术的发展，仍有复杂的成本问题需要考虑。机器人可以提供帮助，但人类需要尽快减少水体中的垃圾量。”