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在再次將目光投向遙遠的潘多拉星球，為下一部 阿凡達 冒險之旅做準備之前，電影製作人兼水下探險家詹姆斯·卡梅隆將他可以說是最偉大的技術成就捐贈給了科學界。卡梅隆的 深海挑戰者 號潛水器，他曾在去年三月駕駛它到達地球最深處，將於六月抵達馬薩諸塞州的伍茲霍爾海洋研究所 (WHOI)，最終幫助那裡的研究人員更好地瞭解地球最後未被探索的邊疆中的生命。
“關於海底的大部分知識都來自於在水柱上方數英里處拍攝的影像，這是一個相對粗糙的資料集，”卡梅隆最近在紐約市與伍茲霍爾海洋研究所的科學家舉行的圓桌討論會上說，這些科學家設計、建造和操作載人和機器人深海探測載具。“所以你必須下到那裡，四處看看，並進行實地驗證，”他補充說。“很少有人進行過這種四處觀察。”
卡梅隆和他的工程師團隊為 深海挑戰者 號配備了先進的浮力機制和能量儲存系統，以及專門為在首次載人前往馬裡亞納海溝最深處執行任務期間收集資料、樣本和影像而定製的攝像頭、照明和其他功能。他降落到太平洋海面以下約 11 公里的挑戰者深淵，這個地點之前只有少數機器人潛水器到訪過。在七小時的往返行程中，卡梅隆在挑戰者深淵花費了大約三個小時收集海洋生物學、微生物學、天體生物學、海洋地質學和地球物理學研究的樣本。
除了 深海挑戰者 號本身，卡梅隆還額外捐贈了近 100 萬美元，以幫助伍茲霍爾海洋研究所的科學家和工程師使該潛水器的技術更廣泛地應用於深海探索。“我們一直確保為這項工作提供足夠的資金，以便有足夠的人員和資源來撰寫、發表並因此使其可用，”他說。“對我來說，這比 [潛水器] 閒置直到我完成接下來的兩部電影，並且可能在五六年後的技術社群出現，那時它已經過時了，要好得多。”
伍茲霍爾海洋研究所的科學家們最快將把卡梅隆和他的團隊為 深海挑戰者 號設計的輕型、高度可操縱的攝像頭和照明系統安裝到該研究所的 尼瑞斯 機器人潛水器上，該潛水器自 2009 年以來一直在探索海洋深處。尼瑞斯 團隊正在為期六週的航行做準備——由國家科學基金會資助約 140 萬美元——從 2014 年 2 月開始，研究太平洋的克馬德克海溝，該海溝深約 10 公里。深海挑戰者 號的攝像裝置和照明使卡梅隆能夠在漆黑的深處捕捉到地質過程和物種的高解析度 3D 影像，包括挑戰者深淵探險和多次測試潛水。
科學家們希望探索深水海鬥帶的各個方面——那些深度在六公里以下的區域。伍茲霍爾海洋研究所生物學系的副研究員 蒂姆·尚克 在活動中說，研究人員想知道那裡生活著什麼，瞭解那裡居民的食物供應以及它們是如何進化的。尚克是海鬥帶生態系統研究 (HADES) 專案的負責人，該專案調查海溝生態的主要環境驅動因素。海洋海鬥帶的生物學在很大程度上是未知的，科學家們所知的大部分是 20 世紀 50 年代丹麥和蘇聯取樣考察的結果，尚克補充道。
六公里以下的一切都會發生變化，下一代研究潛水器需要考慮到這一點來建造，卡梅隆說。能夠承受這些深度極端壓力的載具往往更重、更難管理，從而使其更昂貴且燃油效率更低。卡梅隆的工程師實際上開發了新材料——包括一種由數百萬個懸浮在環氧樹脂中的空心玻璃微球製成的合成泡沫——以加強潛水器的船體，而不會增加太多重量。該船長 7.3 米，寬僅 1.09 米，還具有球形加壓駕駛艙，可將卡梅隆呼吸和汗液蒸發的水分收集到塑膠袋中，如果需要，這將為他提供額外的飲用水。該船本身垂直下降，駕駛艙位於底部，下方是一個 2.4 米長的燈和電池板。
該潛水器將在伍茲霍爾海洋研究所新的海洋機器人中心 (CMR) 開放後不久抵達該研究所，該中心旨在在學術界、聯邦政府和企業的幫助下開發海洋探索技術。伍茲霍爾國家深海潛水設施主任 安迪·鮑文 表示，這種技術在陸地上的應用方面遠遠落後。鮑文幫助開發了 小杰森 號，這是 1986 年首次探索 泰坦尼克號 的有纜機器人潛水器，以及 2009 年探索馬利亞亞納海溝的 尼瑞斯 號。
“海底機器人技術在某些方面未能充分展示我們在陸地應用中看到的潛力，例如空中無人機或你可以購買來清掃地板的機器人，”鮑文在圓桌會議上說。“海底很困難，因為沒有 GPS，沒有 Wi-Fi，沒有使構建真正多樣化的陸地應用機器人工具成為可能的東西。”
最有可能的是，對地球廣闊的深海海溝的探索將需要自動化和載人載具的結合才能成功。“很多人認為我們生活在一個後探索時代——一切都已被看到，一切都已被繪製，”卡梅隆說。“我們怎麼會在 21 世紀錯過一塊大陸？答案顯而易見：這是地球上最難到達的地方，”他指出，並補充說，“這些海溝的總面積大於美國的大小，大於澳大利亞的大小，所以它基本上就像一塊未被探索的大陸，就存在於地球上。”
世界最後一塊未被探索的大陸——對於一部新的科幻電影來說，這真是一個不錯的背景，一旦卡梅隆從拍攝納美人在其母星潘多拉星系上的進一步冒險經歷中歸來。