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上個月，當機器人 Papa Mau 完成其橫跨太平洋的 16,668 公里科學探險時，這個衝浪板大小的潛艇不僅創造了自主車輛行駛最長距離的新世界紀錄，自主車輛。這艘波浪動力潛艇到達了澳大利亞的赫維灣，並攜帶了大量資料，這些資料將讓海洋生物學家、海洋學家和其他科學家忙碌很長一段時間，其中包括 Papa Mau 在為期一年的航程中，衛星未能探測到的異常巨浪觀測資料。
在去年 2 月一個看似平靜的晴天，Papa Mau 傳輸的資料顯示天氣惡劣——6 到 7.6 米的湧浪和 50 節的風速。 這艘潛艇自 2011 年 11 月 17 日起一直在海上，它是 Liquid Robotics 公司從舊金山灣發射的四艘機器人潛艇（稱為 波浪滑翔機）中的第一艘。
位於加利福尼亞州桑尼維爾的 Liquid Robotics 公司執行長 Bill Vass 說：“當時天空晴朗，衛星上什麼都沒有顯示。”該公司為航運、能源和環境公司提供海洋資料服務。“我們當時說，‘哦，一定是（潛艇的）感測器出了問題’。但是當所有四艘機器人都看到了（海浪）時，我們打開了攝像頭。這真是令人震驚。” 附近，一艘不幸的帆船失去了桅杆，被一艘荷蘭貨輪救起。“除了那艘帆船、貨輪和我們，沒有人會看到那些海浪，”Vass 補充說。
航海史上充滿了關於突然出現的異常巨浪的奇幻故事，它們像水牆一樣，吞沒毫無防備的水手和他們的船隻。 最近在 2010 年，幾場此類巨浪襲擊了在地中海西班牙海岸附近的路易斯陛下號郵輪，造成兩人死亡，六人受傷。
根據 Vass 的說法，用於從近海地點傳輸資料的全球通訊系統中的衛星從 400 公里高空“最佳猜測”海上的天氣狀況，包括風速和浪高。他說，它們不僅會錯過巨浪，而且在估計海流速度和波浪方向方面也“非常不準確”。
在將衛星資料與他的機器人發現進行比較後，Vass 認為衛星檢測到的是來自風和廣闊海流的表面剪下力。表面剪下力有兩個維度。一是海洋表面與水柱較低層流動的海流之間的差異。第二個發生在兩個海流碰撞併產生較小的區域性渦流和湍流時。在確定迴圈及其對航運能源使用和燃料消耗的影響時，兩者都很重要。
“我們發現衛星在微流方面存在很大偏差，”Vass 說。“在許多情況下，衛星模型顯示的海流與我們實際經歷的海流相差 180 度，速度偏差為兩到三倍。我們的機器人感受到了海洋的頭八米。” 一個漂流浮標可能會探測到表面海流，衛星可能會“看到”海洋的最初幾英寸，但是 Vass 說他的機器人滑翔機“感受到了海流的全部寬度。” 因此，滑翔機穿過了一系列衛星無法看到的渦流。它們還穿過了赤道，根據衛星模型，人們認為那裡有一股巨大的剪下海流從東向西流動。然而，這支小型艦隊沒有經歷任何那種情況。與衛星顯示的相比，湧升流（上升的水團，可能很小也可能很大，通常將深海營養物質帶到地表）的位置也不對，他補充說。
“海流的速度和方向對航運業、石油和天然氣以及海洋作業以及全球天氣都有重大影響，”Vass 說。“機器人滑翔機的測量能力將改變未來許多這些行業的運作方式。”
其他人則對滑翔機發現的重要性持懷疑態度，並指出衛星觀測的侷限性早已為人所知。Oscar Schofield 是羅格斯大學生物光學海洋學教授，他認為 Liquid Robotics 過分誇大了其發現的重要性。“我不會採取如此負面的語氣，”他說。“自從我們把衛星發射升空以來，我們就很清楚它們是有限的。它們是提供海洋全球視野的唯一方式，儘管側重於表面，但它們仍然是最有效的工具。”
問題是如何填補地表下的三維結構，Schofield 說。機器人滑翔機（包括 Liquid Robotics 和位於馬薩諸塞州法爾茅斯的 Teledyne Webb Research 製造的滑翔機）以及 Argos 漂流浮標等科學浮標正在填補資料空白，他補充說。
6 月，Liquid Robotics 的滑翔機還記錄了一次長達 1,900 多公里的葉綠素和浮游生物爆發——有史以來規模最大的一次，通常在這個季節看不到——最初衛星沒有檢測到。“在這個解析度下，葉綠素爆發為科學建模和原位測量以及即時資料傳輸之間提供了開創性的聯絡，”Liquid Robotics 海洋學家 Luke Beatman 說。這一發現意義重大，因為藻類和浮游植物是海洋食物鏈的基礎，並且還透過吸收大氣中的二氧化碳來調節氣候。
在評論藻類爆發時，Scott Glenn 是羅格斯大學一位專門研究物理海洋學的教授，他說他發現“透過衛星獲得的近地表溫度和浮游植物分佈的空間圖與透過水下剖面機器人和滑翔機獲得的垂直剖面相結合是非常強大的觀測工具，照亮了一個在空間和時間上快速變化的長期取樣不足的海洋。”
格倫說，衛星提供時間瞬間的地圖，而地表波浪滑翔機和水下剖面滑翔機提供在這些地圖下移動的時間序列，並且可以透過這些地圖重定向到最感興趣的區域，他補充說，他更喜歡同時使用這三種方式來“透過這個看不見的世界進行持續的取樣軌跡。” Glenn 和 Schofield 都是 羅格斯海洋與海岸科學研究所海岸海洋觀測實驗室的成員。
Papa Mau 的旅程在 11 月 20 日抵達澳大利亞邦達伯格時結束，它經受住了強風暴，抵禦了鯊魚，繞過了大堡礁，最後與東澳大利亞海流搏鬥並衝浪到達了它的目的地。機器人滑翔機可以改變海洋探索和監測的經濟性。由於燃料、船員和維護，平均研究船每天的成本為 37,500 美元，因此像 Papa Mau 這樣的航海探險可能花費數千萬美元。相比之下，每個機器人滑翔機的成本每天高達 3,000 美元。
接下來，Liquid Robotics 選擇了五支科學家團隊來研究新資料。來自加州大學默塞德分校、加州大學聖克魯茲分校、斯克裡普斯海洋研究所、德克薩斯大學和位於波士頓的軟體公司 Wise Eddy 的研究人員將利用這些資訊來分析海洋的健康狀況和呼吸作用、生物量以及其他關於對海洋生命至關重要的生物體的資訊。
第二艘機器人滑翔機 Benjamin 預計將於 2013 年初抵達澳大利亞。其他兩艘正在夏威夷維修，最終將遊向日本。Liquid Robotics 接下來正在考慮一項環繞南極洲的機器人潛艇任務。