【記者 周志杰/高雄報導】
深海重壓下，智慧監測突破瓶頸
深海環境向來是水下載具科技發展最嚴峻的試煉場。隨著水下載具承擔海洋探測、科學研究及水下工程等任務，如何在高壓、強電磁干擾及長時間作業環境中，即時掌握壓力殼結構健康狀態，也成為確保水下任務安全的重要關鍵。
海洋委員會透過「海洋科技專案」補助國立高雄科技大學團隊，針對水下載具深海作業時結構狀態難以即時掌握的問題，研發水下載具結構健康即時監測系統，結合光纖感測、物理感知人工智慧、數位孿生及綠色材料等技術，嘗試突破傳統水下監測的技術限制。依研究成果，該系統可大幅降低水下任務突發失效風險，研究團隊估計降低幅度可達90%以上，同時有助縮減約30%維運成本，展現臺灣在深海關鍵科技自主研發上的產學合作成果。
少量感測，AI重構深海結構狀態
水下載具進入深海後，壓力殼必須承受巨大的外部水壓，若結構出現異常，傳統監測方式往往受限於感測線路配置與複雜的水下環境，難以即時完整掌握整體結構狀態。
高科大團隊因此導入「物理感知人工智慧」技術，在壓力殼關鍵位置配置少量光纖感測器，再透過系統分析感測資料，推算整顆壓力殼的三維受力及變形狀態，形成3D受力與變形雲圖。更進一步，系統結合電腦端數位孿生模型，透過虛實整合方式即時辨識可能的結構受損位置，讓原本難以直接觀察的深海結構狀態，轉化為可分析、可追蹤的數位資訊。
除了即時監測之外，AI也能進一步協助預估結構剩餘壽命，使水下載具維護模式從過去以固定時間為基礎的「定期維修」，逐步轉向依據實際結構健康狀態進行的「視情維護」，藉此提高水下作業安全與維運效率。
無毒仿生，材料科技兼顧防護與生態
除了結構監測，深海感測設備長期面臨的防腐蝕、生物附著與高壓環境，也同樣是水下科技必須克服的技術課題。高科大團隊將「綠色海洋科技」導入系統設計，以無毒仿生塗層取代傳統重金屬防污漆，希望在降低生物附著的同時，避免對海洋生態造成額外負荷，並呼應聯合國海洋保育及永續發展方向。研究團隊同時開發抗高壓封裝及EPS仿生防腐蝕塗層，讓感測元件能在嚴苛水下環境維持運作。相關感測器已通過高壓艙測試，並完成300公尺深度實海驗證，針對強電磁干擾及生物附著等水下環境問題進行實際驗證。從感測器、AI演算到材料防護，此項研究並非單一技術突破，而是將結構監測、人工智慧、數位孿生與綠色材料整合於水下載具應用場域，形成較完整的智慧水下監測架構。
深海智監，開啟海洋科技新頁
海洋委員會表示，此項研究成果不僅著眼於水下載具結構安全，更具有跨域應用潛力。透過少量光纖感測器搭配物理感知人工智慧，可即時推估壓力殼三維受力與變形狀態，再結合數位孿生模型辨識結構異常，並進一步預估剩餘壽命，使水下載具維護模式朝視情維護轉型；另一方面，無毒仿生塗層、抗高壓封裝及防腐蝕技術，則嘗試兼顧設備耐久與海洋生態保護。研究成果完成高壓艙測試及300公尺實海驗證後，未來除可應用於水下載具壓力殼即時結構監測，也可延伸至離岸風電等水下設施的巡檢與健康監測。海委會後續將持續串聯國內產學研能量，推動海洋科技朝智慧化、永續化及高附加價值方向發展，進一步累積臺灣深海科技自主研發與產業應用能量。
〈【深潛、智測、綠護】海委會科專計畫攻深海監測，高科大打造水下載具智慧感知新技術〉這篇文章最早發佈於《新觀點》。