海洋機器人
神奇而玄妙的大海，有時水光瀲灩，旖旎多姿，但轉瞬之間也可能濁浪排空，驚濤拍岸，肆虐的大海會嚴重威脅潛水人員的生命安全。此外，惡劣的海洋環境、複雜的海況也對潛水人員設下了重重險阻。所以人類十分盼望海洋機器人問世，期待著海洋機器人去攻占海底龍宮的每一個角落。現代科學的發展，已經使製造機器人的理想變成了現實。
世界上第一個設有通訊係鏈、能夠獨立工作的海底機器人“逆戟鯨”號是美國研製的。它有5台微型處理機，有著裝有5000張膠片的自動攝像機，有著非常完善的聲納裝置聲脈衝發送器、頻閃器以及傳感器等設施。這架機器人重29噸。它不需要海麵工作人員“指導”其行動，但是如果遇到障礙物、攝像機失靈或電路中斷等情況發生時，它還得與海麵聯係，因此，這架機器人在水下工作時每隔10秒鍾就向工作船報告一次它的行蹤及工作狀態。這些報告都在工作船的示波器上顯示出來，工作船上的人員可隨時了解機器人工作的深度、方向、水溫及發動機工作狀況，必要時，工作船還可以發出控製指令，例如發動機、攝像機和錄音機的關閉、鎮重塊的釋放等。
這架機器人雖誕生不久，卻立下了赫赫戰功。它潛水達130多次，最深處到達海底5300米；曾在幾百平方英裏的太平洋洋底遨遊覽勝，拍下了那裏的全部海底地形圖；它也曾探察過意大利海岸附近的海底火山的概貌；連沉在9000英尺深處的一隻可口可樂罐頭盒子都沒有逃出它的火眼金睛。
現在，日本又出現了海洋氣象觀測機器人。海洋觀測機器人係統由海上浮標氣象觀測站和地麵無線電接收中心組成。它能夠在環境十分惡劣的大洋上全年實施無人化作業，並及時向地麵通報觀測和搜集到的氣象數據資料。機器人的浮筒部分為鋼質，直徑達10米。立於浮筒中央的塔杆高出海麵7米多，塔杆上裝有氣象觀測器。這種機器人可用測鏈、鋼纜和重達500多千克的鐵錨牢牢地係留在水深數千米的海洋上。它的電源由空氣濕電池和強堿蓄電池聯合提供。這種機器人每三小時自動通報一次觀測情況。觀測的主要項目有風向、風速、氣壓、氣溫、日照量、水溫、含鹽量、流向、流速和波浪等。它先把觀測到的氣象和海況資料轉換為數字，而後通過無線電裝置自動播發出去。機器人發出的電波，由設在地麵的無線電接收中心接收，然後再輸入信息轉換係統通報給有關部門。
日本又在繼續研製一種根據指令可在海上自行移動的浮遊氣象觀測機器人，以便更加全麵地搜集海洋的各種氣象和海況資料。
海洋機器人是由海洋深潛器發展而來的。海洋深潛器到目前為止大致經曆了5個階段，其中前4個階段都是載人的。第五代深潛器是無人深潛器，多數是係纜的，少數是無纜的，都由水麵工作母船來遙控。第五代深潛器實際上已經進入了海洋機器人階段。海洋機器人也分為纜控海洋機器人和無纜遙控海洋機器人兩種類型。至於怎樣對海洋機器人更好地進行水下遙控，現在還有許多問題等待人們去研究。
海水在工業中的利用
如何直接利用又苦又鹹的海水，已成為許多沿海國家解決淡水資源不足的一個重要課題。實際上已有許多國家在工農業生產中直接使用海水的成功經驗。
美國許多沿海企業、電廠、石油和化工行業，自60年代就開始用海水作冷卻水。以電力為例，1975年的淡水用量比1970年減少了50％。日本1962年工業總用水量為3155億立方米，其中利用海水為1773億立方米，占565％；1967年占62％。估計1995年僅電力行業使用海水作冷卻水的數量近2000億立方米。
我國許多城市，特別是北方的大連、天津、青島、煙台等地，淡水資源一直是製約城市經濟建設和發展的重要因素。直接利用海水則是這些城市解決用水困難的最佳選擇。據資料記載，青島早在1935年就在發電行業采用過以海水作冷卻水。近年來，青島已有化工、橡膠、紡織、機械、塑料、食品等26家臨海企業用海水作冷卻水，其中電力行業所占比例最大，約占955％。大連化學工業公司使用海水的曆史長、效益高。1982年該公司使用海水的數量占總用水量的9716％。到1984年，大連市已有20多家企業用海水作冷卻水、衛生用水，日用水量達140萬立方米，占全市日用水量的483%。天津大港電廠使用海水作冷卻水，全年用水量達72億立方米。此外，上海石化總廠、山東龍口電廠、山東濰坊堿廠等許多沿海企業均采用海水作冷卻水。目前，我國沿海直接使用海水的企業近百家，年用水量為40～50億噸，占全國城市和工業用水量650億噸的6％。
海水灌溉農作物
目前，科學家們探索的用海水灌溉農作物的問題，不是采用海水淡化的辦法，而是直接采用海水來灌溉農作物的方法：一方麵尋找既可用海水直接灌溉，又可作為糧食的天然植物；另一方麵是根據鹹土生長的鹽生植物基因，改良現有甜土糧食作物的品種，使之能適應海水浸泡的生態環境，成為喜鹽農作物。美國亞利桑那大學的研究人員從1000多種靠海水澆灌生長的天然植物中，挑選出一種名叫SOS-7的品種。盡管它不能像海帶那樣可供人直接食用，但其果實可加工成類似麥片的主食，或榨取油料。近年來，美國專家正在墨西哥和阿聯酋等國的試驗農場進行SOS-7的大麵積栽植研究，本世紀內可望得到推廣種植。
1991年，亞利桑那大學的R·韋克斯在完成了一種耐寒鹽生植物——鹽角草屬的雜交種試驗之後，又在潛心研究高粱種子基因，通過選擇育種和遺傳工程，改變甜土高粱種子的基因，使之適應鹹土的生態環境。與此同時，美國農業部的土壤學家W·羅賓斯將高粱與一種非洲盛產的蘇丹草雜交，得出一種獨特的雜交種——蘇丹高粱。這種糧食植物根部分泌出一種酸，可快速溶解土壤中的鹽分而吸收水分。另外，美國鹽濃度實驗室的負責人米希爾·謝農正在培育一種西紅柿新品種，這種西紅柿與我們日常食用的毫無二樣，且維生素含量更高些。這種還處在試驗階段的新品種，已結出供人品嚐的果實。它不像野生西紅柿那樣又小又澀，而是個個果實鮮紅飽滿，宜人口味，是製作沙拉和三明治的絕好材料。
前蘇聯、意大利、日本和突尼斯等國都在試用海水直接澆灌，並有收成的記錄。此外，他們都出乎意料地發現，采用海水澆灌的農作物，不僅沒有受到損害，反而長得更茂密。意大利曾有過報道，用海水澆灌白菜、甜菜，其長勢更好，且含糖量增加。前蘇聯用海水澆灌苜蓿，其產量較用淡水澆灌增加9倍多。美國有關研究認為，海底中的冷海水富含硝酸鹽、磷酸鹽、矽酸鹽等營養物質，水質純淨，不含病原菌，更有助於植物的生長。完全可以有理由相信，海水不再與農業無緣。
開發海洋中的重水
重水從外觀上看和普通水一樣，也是無色無味的透明液體，不能燃燒。從化學組成上也和普通水沒兩樣，都是由兩個氫原子和一個氧原子組成。所不同的是，組成重水的氫原子不是普通氫原子，而是氫的同位素氘。這氘原子核內除了一個質子外，還比普通氫原子多了一個中子，因此氘的質量要比氫原子大一倍，故而氘又被稱為重氫，由氘和氧生成的化合物就叫重水。你可別小看這一個中子之差，重水和水由它引出的差異可大著哩。在物理性質上：重水比普通水重，1升重水要比1升普通水重1056克；沸點比普通水高，普通水在100℃沸騰，而重水的沸點為1014℃；冰點也比普通水高，普通水結成的冰在0℃就開始融化，可重水需在38℃。在化學性質上，許多鹽可在普通水中溶解，可在重水中就相當難溶；普通水容易電解成氫氣和氧氣，而重水卻很難電解；魚兒離不開水，可魚在重水中就死亡。
氘在自然界中的數量比氫少得多，但總儲量還比較大，主要存在於重水中，海洋內重水總量可達2235千億噸，含有氘447千億噸。氘是一種十分巨大的能源，若將海洋內氘的能量開發出來，可供人類使用2千多億年。
目前重水主要用在原子能工業中，原子反應堆中的“重水堆”，就是以重水作為重要原料加以應用而得名的。重水在“重水反應堆”中身兼二職：既作為減速劑使激烈的核裂變能有效地進行下去；又作為傳熱介質，將核裂變產生的巨大能量從反應堆裏傳送出來，供人們應用。重水能降低生化反應速率，即使新陳代謝過程放慢，從而對生命過程起到抑製作用，尤其對中樞神經和胚胎組織等新陳代謝特別旺盛的器官組織，抑製作用更為明顯。利用這一特點，就可用重水來抑製代謝率很高的惡性腫瘤。
重水之所以愈來愈受重視，主要是因為組成它的氘是一種具有很大潛力的能源，氘在“聚合反應”中放出的能量比鈾“裂變反應”大得多。作為重要核原料的鈾，其能量是在中子轟擊下，眾多鈾原子核不斷發生分裂時釋放出來的，稱為“裂變鏈鎖反應”。而氘放出能量時與鈾截然不同，它是在幾百萬度高溫下，氘原子核間相互結合，生成另外一種新元素時釋放出來的，稱為“聚合反應”或“熱核反應”。因此人們用氘的“聚合反應”製成的氫彈，乃是目前世界上殺傷力和破壞力最大的熱核武器。遺憾的是當前人類控製這種“聚合反應”的能力還很差，科學家們正積極研究這種能量的開發利用。
由於重水可以任何比例與普通水混合，因此要想把混在海水中的重水分離出來是一件很不容易的事，往往要經過同一分離過程的多次重複才能實現。目前已經實現大規模工業生產的分離方法有電解法、水蒸餾法、液氫蒸餾法、氫-水蒸氣蒸餾法和雙溫交換法等。目前各國還在不斷探索新方法來獲得重水，如冷凍法、生物濃縮法、光解析法等。與此同時各國也在積極開展“氘”的“核聚變”研究，我國及美國、日本的研究已初見成效，一旦付諸於實用，海洋重水就可一勞永逸地解決人類能源危機。
利用鈦金屬攻克海水腐蝕
海水腐蝕被看作“吞食金屬的老虎”。海洋環境對金屬的腐蝕因素有許多，主要有化學、物理、生物諸因素。化學因素主要為溶解氧，溶解氧含量越高，金屬腐蝕速度就越快。在無溶解氧的海水中，銅和鐵幾乎不腐蝕。其次是鹽度，海水若鹽度較高，其中的鈣、鎂離子會生成碳酸鈣和氫氧化鎂，沉澱複蓋在金屬表麵，能起一定保護作用；但海水中的氯離子卻又能破壞金屬表麵氧化膜，並能與金屬離子形成混合物，這會使海水酸度加大，致使金屬腐蝕加劇。海水的酸堿度變化也會影響金屬腐蝕。物理因素主要有海流、潮汐和溫度：流速越大金屬腐蝕越厲害。溫度升高會使金屬腐蝕速度加快。不過溫度一高海水溶解氧含量相應減少，又會減輕點金屬的腐蝕。生物對金屬腐蝕也有一定影響，特別是硫酸還原菌對金屬腐蝕較重。此外，附著生物可降低船速，使某些儀器轉動部分報廢。
為延長海洋構築物和海洋觀測係統及測量儀器的壽命，保證其結構和性能不受或少受損害，就必須解決防腐問題。因此材質選擇很重要，而鈦材恰恰是最理想的海洋用金屬材料。由於鈦在海洋中有特殊的穩定性，抗海水腐蝕性能出奇的好，且強度大、比重小、不受溫度影響，若用來製造海洋儀器、艦船浮標或石油平台等，就能從根本上解決海洋腐蝕問題。
為何現在海洋中還不廣泛采用鈦材呢?因為它目前還太昂貴，貴得根本用不起。本來鈦在整個地球中並不稀少，在已知的100多種元素中它排第十位，比我們常用的鋅、銅、鉛等金屬儲量多得多。但因提煉難度大，造價昂貴，鈦產量少得可憐。物以稀為貴，人們由此便把原本不屬於稀有元素的鈦竟冠以“稀有元素”之稱。隨著科學技術的不斷發展，總有一天會給它摘掉這頂名不符實的帽子。我國鈦藏量非常豐富，目前已生產出了20多種鈦合金，除在核工業上應用外，也已開始被用在海水淡化器、電極材料、特殊熱交換器、水泵及閥門、艦船、潛器的許多零部件中；有些特殊海洋觀測裝置也開始選用鈦材。可以預言，隨著冶煉技術的不斷前進，鈦生產成本迅速降低，這個耐海水腐蝕的王牌材料，定會在未來的海洋開發利用中大顯神通，放射出更加燦爛奪目的光彩。
遺傳工程與海洋開發
遺傳工程在海洋事業中大有用武之地。