项目名称：Protei项目

部署地点：全球

目标行业类型：海洋污染

项目合作伙伴：项目合作伙伴

2010年4月20日，深水地平线灾难（图1、2）造成11人死亡，17人受伤。这一事件被铭记为人类历史上最大的海洋溢油事故。当时发生了什么？故事是这样的：位于墨西哥湾的一个名为”深水地平线”的海上石油钻井平台发生爆炸，造成了上述伤亡。爆炸2天后，钻井平台倾覆，海底钻井平台下方的一根破裂管道开始向周围水域喷出原油。

结果，在87天内，490万桶原油从海中喷出，距离远达210平方公里。更糟糕的是，179.1万美国加仑的有毒油类分散剂——Corexit EC9500A和EC9527A（两者都含有可能危害人类和动物生殖系统以及胎儿发育的致癌物）——最终进入水面和水下。因此，当地社区和野生动物的生计受到严重冲击，更不用说至今仍持续的环境破坏。(Monnier, 2021; Jung-Harada et al, 2011)。

深水地平线火灾

图1. 海上石油钻井平台”深水地平线”正在燃烧，供应船正试图扑灭火灾 Ⓒ 美国海岸警卫队 (Monnier, 2021)

溢油

图2. “深水地平线”井喷上方的喷出石油 Ⓒ Daniel Beltrá (Khatchadourian, 2011)

挑战是什么？

如何以高效、有效且快速的方式清理海洋生态系统中的溢油？

项目介绍

2011年，为了帮助解决墨西哥湾深水地平线灾难造成的全球溢油问题，开发了Protei（图3）——一个风力驱动的自动航行舰队机器人，能够根据水波改变形状来清理海洋中的石油。Protei是一个基于软船体技术的开源硬件项目，由MakerBay与Seeed Studio合作牵头开发。目标是让Protei”自扶正、耐用、价格低廉且易于复制”，通过自动化船体逆风航行与现有污染清理技术的比较效率分析，对许多原型进行了测试和研究。(Jung-Harada et al, 2011)。

Protei概览

图3. Protei概览 (MakerBay, 2020)

成立于2015年的MakerBay是香港最大的创客空间之一，由Cesar Jung-Harada创立。Cesar是一位日法裔教育家、环保主义者和企业家，热衷于促进环境和社会的开放、自下而上的协作创新，以及当地社区的自我赋权。MakerBay帮助任何人在当地社区学习创客技能和思维方式，并分享他们的开源原型以便全球推广，共创可持续世界。(MakerBay, n.d.)。

当第一版Protei（Protei_001）于2011年在鹿特丹制造时，Cesar Jung-Harada和他的团队（图4）将一艘普通帆船放在水面上，通过拉动一根长重绳来操作它（图5）。通过这艘第一艘帆船，团队做出了重要观察：船尾越长，所需拉力越小，方向控制也越少。由于Protei使用易获取、价格低廉且可回收的材料制造，它已被Open Sailing在全球大规模建造和部署。(Jung-Harada et al, 2011)。作为参考，Open Sailing是一个不断发展的国际开放社区，致力于开发和部署开源技术来研究、探索和保护海洋生态系统的健康 (Jung-Harada et al, 2011)。

Protei团队

Protei团队

图4. Protei团队 (MakerBay, 2020)

Protei_001工作原理

图5. Protei_001工作原理 (Jung-Harada et al, 2011)

正如《Protei手册2011》(Jung-Harada et al, 2011)中所详述：

“Protei的设计和实施将是一个持续的演进过程，因为世界各地的人们继续一版又一版地构建和部署它，并为其效率和坚固性做出贡献。与等级制指挥链不同，人们为项目的每个方面分享自己的想法，包括规划、预算、硬件、软件、制造、设计和测试。”

从那时起，由于这本身就是一个开源创新项目，Protei已经升级并发展成不同版本（图6）。这得益于Cesar、他的同事们以及Open Sailing的全球创客们的不懈努力和真诚之心，他们充分利用了Seeed提供的各种资源——资金赞助、硬件产品赞助和定制服务。(MakerBay, 2020)。

Protei的各种版本

图6. Protei的各种版本 (MakerBay, 2020; Jung-Harada et al, 2011)

在项目的某个阶段，将软船体技术理念融入Protei使得自动化舰队能够通过遵循自然力量和模式（如风和水面洋流）以及利用当地社区的资源和创造力来平稳航行。因此，Protei在收集和清理扩散至世界其他地区的水面轻油薄层方面最为有效。由于Protei的坚固构造能够在恶劣天气条件和危险化学区域中生存，现在它不仅用于清理溢油，还用于清理海洋中的固体废料和其他化学污染物。相比目前由渔民操作改装有人渔船的溢油救援方式，Protei被认为是更好、更安全、更可持续的选择，原因如下 (Jung-Harada et al, 2011)：

  1. 无人且完全自主的舰队防止渔民暴露于毒素和各种健康风险中
  2. 能够在极端天气条件下操作，如海上风暴
  3. 舰队内的石油传感技术能够通过预测数据检测溢油轨迹，使得能够收集人眼通常看不见的最少量石油
  4. 由可再生能源驱动（驱动用太阳能，运动用风能），不再需要使用环境破坏性的柴油和石油驱动力
  5. 制造一个Protei使用价格低廉且负担得起的开源硬件，而有人渔船成本高昂且采用专有设计

最初开发用于清理溢油，软船体技术可以应用于许多其他海洋应用。事实上，凭借这一技术认可，30台Protei已售给实验室、博物馆和文化中心用于进一步研究、开发和部署。有关更多项目详情，请访问https://www.scoutbots.com/查看完整项目文档。

哪些SDG相关？

通过在全球部署Protei，它旨在实现联合国的SDG和目标（图7）：

最相关的SDG

图7. 与Protei项目最相关的SDG (UN, 2016)

为了理解这些SDG与项目的密切关系，以及每个目标如何直接或间接地相互影响，有必要研究这些目标内的具体目标：

  1. 通过最大限度减少污染、垃圾倾倒和全球有害物质释放来提升水质（目标6.3）
  2. 预防并大幅减少各种类型的海洋污染（目标14.1）
  3. 保护和恢复与水相关的生态系统（目标6.6）
  4. 加强和支持当地社区参与改善水和卫生设施（目标6.B）
  5. 通过建设参与性、综合性和可持续的人类住区，提升包容性城市化，实现整体灾害风险管理（目标11.3和11.B）
  6. 可持续管理和保护海洋和沿海生态系统，避免重大不利影响，包括通过加强其恢复力，并采取行动恢复，以实现健康和富有成效的海洋（目标14.2）
  7. 增强科学知识、研发，并转让海洋技术以保护海洋生物多样性，可持续利用海洋和海洋资源（目标14.A和14.C）
  8. 确保陆地和内陆淡水生态系统的保护、恢复和可持续利用（目标15.1）
  9. 大幅减少水污染和污染中有害化学物质导致的疾病和死亡人数（目标3.9）
  10. 加强发展中国家的灾害救助能力，包括早期预警、风险减少和全球及国家健康风险管理（目标3.D）
  11. 大幅减少水相关灾害造成的人员、死亡和经济损失，重点保护弱势群体（目标11.5）
  12. 通过减少贫困和弱势群体对经济、社会和环境灾害的暴露，增强其恢复力（目标1.5）
  13. 通过加强清洁能源研究和技术的国际合作，大幅增加可再生能源的使用以提高能源效率（目标7.2、7.3、7.A）
  14. 加强工业部门的科学研究和技术能力（目标9.5）
  15. 逐步提升生产中全球资源效率，特别是自然资源，以解决环境退化问题（目标8.4和12.2）
  16. 在所有国家加强对气候相关危害和自然灾害的恢复力和适应能力（目标13.1）
  17. 实现化学品和所有废物的环境无害化管理，并大幅减少其向水中的释放（目标12.4）
  18. 促进人们获得关于可持续发展和与自然和谐共处的知识（目标12.8）
  19. 提升南北、南南和三角区域及国际在科学、技术和创新方面的合作和获取，特别是环境无害化技术（目标17.6和17.7）
  20. 通过公共、公私和民间社会伙伴关系的多利益相关者伙伴关系，提升可持续发展全球伙伴关系（目标17.16和17.17）

总之，开源创新和Protei项目的价值向我们展示了应对溢油和海洋污染等人为灾害的积极潜力。实际上，在数字化转型的核心，存在着开源创新，其中技术的去中心化和民主化作为其驱动力。为了保护和恢复我们受损的海洋生态系统，开源技术创新者正在努力通过内化多利益相关者伙伴关系的重要性来共同创造整体项目和解决方案。在我们的工作变得过时之前，我们永远不会停止存在。