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水下“WiFi”来了:不靠声波不靠光,机器人水下通信距离突破数百米

作者刘雅坤
2026年6月8日 19:10

在浑浊的海水中,水下机器人如何能够与同伴更好地“聊微信”?

受人体植入通信设备启发,近期,美国佛罗里达大学团队开发了一种新型水下机器人通信系统。这个名为 BlueME 的系统创新性地采用 3×5 磁电(ME,magnetoelectric)天线阵列,在仅 10 瓦功耗的条件下(与普通 LED 灯泡相当),可实现水下机器人之间数据传输最远 730 米。

值得关注的是,BlueME 不受水体浑浊度和障碍物的干扰,基于该系统的水下机器人有可能只依靠自带电池,就能与数百米外的同伴实现实时数据交换。

这项技术有望改变水下机器人“下水即失联”的难题,成为机器人实时自主作业,以及海洋环境探测、海上基础设施检查、水下救援和军事侦察通信的新方案。

相关论文发表在 IEEE Journal of Oceanic Engineering,论文题目为“BlueME: Robust Underwater Robot-to-Robot Communication Using Compact Magnetoelectric Antennas”[1]。

(来源:佛罗里达大学)

长期以来,水下通信一直面临着严峻的挑战:传统射频电磁波在导电介质中受衰减影响明显,随着水下通信距离的递增,射频电磁波每米可能衰减 1 到 10 分贝,有效通信距离可能只有几米;声学通信可长距离传播,但多径干扰和多普勒效应严重,其高强度声波还有可能对海洋生物造成伤害;而光学通信系统尽管具有带宽高、延迟低的优势,但在浑浊环境下也会显得“束手无策”且视距受限。

传统方法通常需要大型天线或高功率,而 BlueME 则通过自带的固有谐振频率,实现在水下高效发射和接收甚低频/低频(VLF/LF)电磁信号,该系统具有高效率、紧凑型的特性。

该系统可以在保持高通信性能的前提下,实现相对较低的功耗。在淡水湖与墨西哥湾的自然环境测试结果显示,BlueME 在淡水环境下实现了 200 米通信距离,功耗只需 1 瓦;在海水环境下,通信距离能达到 730 米,最大功耗在 10 瓦以内。

团队成员在海洋机器人、无线系统和磁电装置设计方面的跨学科技术积累,为这项研究提供了强大的技术支撑。佛罗里达大学电气与计算机工程系助理教授 Md Jahidul Islam 和 Adam Khalifa 博士主导了这项研究,Islam 长期致力于水下机器人的研究,而 Khalifa 的研究方向则聚焦于微创无线医疗微型设备的探索,这种设备可通过注射的方式植入到人体。

“我花了多年时间研究微型无线植入设备,并研究高导电环境下的高效电力传输,”Khalifa 对媒体表示,“后来我突然意识到,我们的身体实际上是由微咸的水构成的,因此人体内与水下通信面临的物理挑战有许多相似之处。这一认识让我以一种全新的视角来思考水下通信。”

(来源:IEEE Journal of Oceanic Engineering)

水下多机器人协同作战之所以充满挑战,是因为该条件下无论是通信带宽还是范围都非常有限。传统的水下通信方案中,水下机器人要想实现任务数据传输,通常通过交换稀疏的状态信号或在一定时间内浮出水面。但是,这两种方式都会极大限制实时自主性和水下机器人的协同作战能力。

BlueME 的优势恰好解决了这一关键挑战。在海洋实验中,该系统采用紧凑、节能的架构,通信范围最远可实现 730 米以上。并且,它可以每 10 分钟进行实时任务进展反馈,更有利于操作员及时做出决策以及对相关任务进行调整。

图丨研究人员进行水下机器人通信系统的实验测试(来源:佛罗里达大学)

该技术的另一优势是制备成本低。据研究团队预计,15 单元阵列的硬件成本整体在数十美元左右,与商用声学调制解调器的数千美元相比,具有低价优势且有利于未来的大规模制备。

也需要看到的是,这项研究还存在一定局限性。现阶段,BlueME 的数据速率的理论估算范围在千比特每秒到上百千比特每秒之间,尽管优于传统声学低速链路,但仍显著低于光学通信的兆比特级别。此外,磁电天线在高驱动幅度下可能会产生较为明显的非线性效应。

现阶段,研究团队已在真实湖泊和开放海域中完成了多轮测试,通信距离在数十米到 730 米范围内,这是已知文献中,小型磁电天线阵列首次走出实验室水箱,在自然海水环境下完成了水下机器人间的通信验证。与此同时,也是迄今规模最大的甚低频/低频磁电阵列系统。

目前该技术仍处于早期阶段,研究团队已提交相关专利申请,希望通过技术方面完善,逐步拓展自主水下机器人的测试范围。从更长远的发展来看,随着技术的深入探索和未来更大规模的部署,该系统在性能方面有望进一步提升,并有望建立水下机器人通信在复杂海洋环境中协作和运行的新范式。

参考资料:

1.M. Talebi, S. Mahmud, A. Khalifa and M. J. Islam, BlueME: Robust Underwater Robot-to-Robot Communication Using Compact Magnetoelectric Antennas, in IEEE Journal of Oceanic Engineering, doi: 10.1109/JOE.2026.3675822.

2.https://www.eurekalert.org/news-releases/1130200

运营/排版:何晨龙

注:封面/首图由 AI 辅助生成

美国大学史上最大AI实验:50万人同时接入ChatGPT,教授抗议、学生迷茫

作者刘雅坤
2026年6月7日 16:34

当大学教育全面接入 AI 系统,接下来会发生什么?

2025 年 2 月,美国加州州立大学(CSU)与 OpenAI 达成了一项 1,690 万美元的合作协议。OpenAI 向该高校系统内超过 50 万名学生和教职员工开放 ChatGPT Edu,这也是全球单一机构最大规模部署的 ChatGPT 应用。

一场美国大学史上最大的 AI 实验由此开启,AI 开始在校园里扮演一系列新角色:图书馆里出现了 AI 管理员,职业中心用 AI 指导学生求职,教学、课堂以及毕业典礼的流程中都融入了 ChatGPT ,数字分身还代替校长在迎新典礼中致辞和交流……

但这项计划也引起了很多教职工的反对,他们担心 AI 迟早会代替人类,进一步加剧教育危机。学生们也对这项计划充满疑惑,他们不知道 AI 对自己的学习和成长究竟能起到怎样的作用。尽管如此,CSU 近日仍与 OpenAI 签订了每年 1,300 万美元、为期三年的新协议。

一个值得深思的问题是:AI 到底是帮助学生更好发展的利器,还是让他们丧失了批判性思维能力?

美国大学开启最大 AI 实验

CSU 启动的这项人工智能计划项目,覆盖其 23 个分校、46 万名学生和 6.3 万名教职工。作为全美最大的四年制公立高等教育系统,它希望通过这项计划帮助它成为全美规模最大的人工智能驱动型公立大学系统。

作为 CSU 中历史最悠久的校区,圣何塞州立大学不仅率先设立了专职的 AI 图书馆管理员,还设立了面向公众和师生的 AI 教育与创新协作空间——公民与社会公益人工智能中心。

2025 年秋季,该校发布了“人工智能无处不在”(AI Everywhere)战略,将 AI 素养培训作为新生入学的一项必修课。该校商学院为高中生开设了 AI 训练营,Adobe 公司为 AI 职业发展中心提供了赞助。此外,AI 助手还帮助协调毕业典礼的各项事宜。更有意思的是,校长在迎新典礼上使用 AI 数字分身致辞,并与新生、家长和校友交流。

AI 技术的发展有可能打开未来就业市场的新局面,根据最近的一份报告预测,全美约有 40% 的应届大学毕业生处于就业不足的状态。CSU 系统的学生大部分是第一代移民或家中第一个大学生,在 CSU 看来,AI 将是推动工薪阶层学生跟上 AI 经济发展步伐的关键动力。

加利福尼亚州具有人工智能教育试验田的天然条件,许多全球大型科技公司总部就设立在该州,加州政府也为 AI 的发展提供了支持和助力。2025 年 8 月,加州州长 Gavin Newsom 与 Adobe、谷歌、IBM 和微软宣布了一项教育合作协议,每家公司将向加州高校免费提供人工智能资源,旨在通过培训高中生、社区大学学生和 CSU 的学生使用 AI,逐步建设未来的人工智能人才队伍。

一边裁员,一边买AI:高校为何爆发反对声

根据合作协议,CSU 与 OpenAI 的此前的合作协议将于今年 6 月 30 日到期,本次新签约的是每年 1,300 万美元、为期三年的新协议。引进 AI 技术作为校园体系的一部分,尽管愿景美好,但让人意外的是这项计划引发了 CSU 教职工的强烈反对。

教职工联名的请愿书指出,部分原因是教职工认为,除了隐私和安全功能外,ChatGPT Edu 与免费在线版 ChatGPT 并无本质区别。此外,全面使用 AI 系统还涉及到学术诚信和公平使用的问题。“尽管系统名为 ChatGPT Edu,但它是一个通用聊天机器人,并非为教育而设计、训练或优化。”

实际上,教职员工正面临着一种两难的局面:一方面,CSU 正面临 23 亿美元的资金缺口,大量教职人员面临被裁,在过去两年中,旧金山州立大学已裁员了 615 个讲师职位。有的学校整个学术部门已被关闭,学费上涨 6%。

(来源:CSU 校区)

资金投入的优先级问题是教职工反对与 OpenAI 签约的关键因素之一。他们认为,预算应该用在支持教职员工方面,但显然,CSU 的选择与他们的预期截然相反,将预算优先投入在 AI 技术。

他们在联名请愿书中写道:“我们相信,投资于 CSU 的人力资源是确保加州公立教育科研、教学和学习质量的最佳途径。我们在高等教育领域面临的挑战无法通过人工智能解决。相反,我们必须赋能教职员工和学生,共同为 CSU 构建一个可持续发展、以人为本的未来。”

目前,CSU 已激活了约一半的 ChatGPT 许可证,也就是说,学校至少已支付了数万个账户的相关费用。一边是财政赤字,一边是对 AI 技术的大力投入,因此有人认为这种行为“荒谬至极”。

另一方面,该计划并未提前与教职工协商。尽管学校并没有强制教职工使用,但明确提出“拒绝将人工智能融入课程如同逆流而上”,因此教职工更多的是被动地使用 AI,他们害怕失去工作,同时不知道 AI 到底能帮助在教学和研究中做什么。

更重要的问题:教育还剩下什么?

反对的声音引起了 CSU 的重视。近期,学校对超过 94,000 名学生和教职工进行的一项调查结果显示,52% 的教授认为 AI 对他们的教学产生了负面影响,67% 的学生认为没有人教他们如何有效地使用 AI。

在系统使用政策方面的规定并不明确。CSU 在一个名为“人工智能共享平台”(AI Commons)的网站上提供工具和培训,但同时将聊天机器人的使用方式交由各校自行决定。但这些资源似乎并未落实,根据相关数据,截至今年 4 月,仅 0.7% 的学生和 16% 的教职工完成了自愿培训。

一个实际的问题是,如果学生在提交作业中使用 AI,那么如何去界定学生在其中的贡献?在教学中,不同的教授做出了不同的选择:一些教授担心学生过度使用 ChatGPT Edu,采用了一种使用答题卡和答题册的课堂考试方式,或使用 AI 检测工具来识别 AI 生成的作业。与此同时,也有一些教授将 ChatGPT Edu 纳入课程体系,他们允许学生用 AI 完成作业,并要求提交使用 AI 的聊天记录。

但这没有减少教职工和学生对 AI 在课程中的应用的困惑。CSU 一位教授在接受媒体采访时,直接指出了矛盾的本质:引入 AI 技术的本意是辅助教学或研究工作,但是这同时也相当于埋下一个隐性的“炸弹”——AI 会不会取代教授的教学和研究工作?

采用 AI 在一定程度上帮助 ChatGPT Edu 提升了在公共教育生态系统中的地位,而这背后的原因是,高校将公共资金投入到一家私营营利性公司,而这家公司的主要产品反过来又可能导致许多纳税人失业。

(来源:ChatGPT Edu)

从各方反应来看,CSU 的人工智能计划反映的一场机构身份认同的危机,也是一场关于公共教育本质意义的辩论。当学生、教职人员对培养下一代社会建设者所需要的能力,以及四年后的 AI 经济缺乏清晰的认知,又何从谈起如何培养呢?

抗议并没有阻止 AI 进入校园,随着协议即将到期,CSU 再次与 OpenAI 续签了新协议。此外,ChatGPT Edu 还与多所高校签订了相关协议,包括牛津大学、德克萨斯大学奥斯汀分校和宾夕法尼亚大学沃顿商学院等。

但真正悬而未决的问题是:当大学越来越像技术平台,这到底是教育的升级,还是它正在让教育失去自己的灵魂?谁又该为这场 AI 实验的结果负责?

参考资料:

1.https://www.nytimes.com/2026/06/01/magazine/ai-university-college-california.html

2.https://openai.com/index/openai-and-the-csu-system/

3.https://www.govtech.com/education/higher-ed/san-jose-state-university-creates-ai-librarian-position

4.https://www.insidehighered.com/news/tech-innovation/artificial-intelligence/2026/03/27/faculty-push-back-against-openai-deals

5.https://www.kpbs.org/news/education/2026/05/01/cal-state-struck-a-deal-with-openai-some-students-and-faculty-refuse-to-use-it

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