roboti ve světě: Podvodní roboti postupující mořský výzkum

naši roboti ve Světové sérii se dívají na velké a malé způsoby, jak Robotika, automatizace a umělá inteligence mění naše životy. Už jsme se podívali na to, jak lidé spolupracují s roboty, aby byly návštěvy nemocnic bezpečnější a méně děsivé.

oceán je skvělým místem, kde se můžete začít učit o vývoji robotické technologie. Roboti plní různé úkoly, od chovu ryb po analýzu vraků lodí, a pomáhají mořským biologům, vodohospodářům, vývojářům krajiny a dokonce i policii dělat svou práci lépe.

Pokračujte ve čtení, abyste se dozvěděli o všech způsobech, jak roboti pomáhají s mořským výzkumem a průzkumem.

proč je mořský výzkum důležitý?

vzhledem k tomu, že oceán je součástí lidského života Od počátku času, víme překvapivě málo o jeho přílivu, prostředí a životních formách, které podporuje. V roce 2013 Schmidtův oceánský Institut oznámil, že jsme ani úplně nezmapovali zemské mořské dno. Pouze mezi pěti a 15 procenty oceánského dna bylo mapováno tradičními technikami.

“stále víme více podrobností o povrchu Marsu,” píše environmentální novinář Starre Vartan v síti Mother Nature. “Červená planeta byla pečlivě zmapována obíhajícími satelity za posledních 15 let; jeho rozlišení mapy je 20 metrů (66 stop). Ale rozlišení oceánu … je v nejlepším případě asi 5 kilometrů(nebo 3, 1 mil).”

porozumění oceánu je monumentální úkol a ani ti nejtěžší pracující vědci nemohou v našich znalostních mezerách udělat díru. Proto se obracejí na roboty, aby pomohli sbírat data. A jak se shromážděná data zvyšují, vědci se pak mohou proměnit v řešitele problémů, aby udrželi naše oceány zdravé a vyřešili společenské problémy.

roboti mořské panny usnadňují výzkum korálů

počítačoví vědci z University of Stanford nedávno vyvinuli OceanOne, humanoidní potápěčský robot, který cestuje do vraků a korálových útesů příliš hlubokých pro člověka.

robot byl vytvořen k překlenutí propasti mezi lidskými potápěči a hlubinnými plavidly, uvádí Bjorn Carey ze Stanfordské univerzity. Stávající ponorky postrádají dovednosti lidských potápěčů; nemohou jemně sbírat vzorky a je těžké manévrovat, pokud neznáte jejich joysticky. Je téměř snazší rozbít artefakty ponorkami, než je sbírat. Carey říká, že OceanOne je spíš jako robo-mořská panna, s lidskými rukama a tváří, ale ocas s bateriemi a tryskami.

“zatímco lidský potápěč je při provádění podvodního výzkumu nebo vykopávek omezen otravnými věcmi, jako je vzduch a tlak, robot může zůstat pod vodou mnohem déle a sbírat vzorky v nepřátelském podvodním prostředí,” píše Mary Beth Griggs z Popular Science.

uvádí, že vědci mohou cítit přesně to, co robot dělá, což znamená, že mohou pochopit, zda má správné uchopení artefaktu nebo zda se snaží manipulovat s předměty. Vědci mají pocit, že se potápí a drží předměty, i když jsou stovky stop nad vrakem.

Robo-Fish chrání námořní přístavy a kontroluje infrastrukturu

humanoidy nejsou jedinými roboty vytvořenými pro průzkum pod vodou. Robotická zvířata pomáhají lidem chránit rušné přístavy a chytat zločince. Například, Boston Engineering vyvinul BIOSwimmer, robot ve tvaru tuňáka, který se chová jako skutečná ryba a mísí se s mořským životem, zatímco zkoumá přístavy, mola, a plavidla.

tento robo-tuňák může plavat až 46 mph a používá se k detekci pašovaného zboží, často uloženého v trupech lodí. USA. Pobřežní stráž a celní a hraniční ochrana by přesně věděly, které lodě Hledat a kde. Robo-tuňák může být vyzbrojen výbušnými zařízeními používanými k prevenci teroristických útoků nebo podvodních vojenských hrozeb.

mnoho vývojářů používá k výzkumu roboty ve tvaru ryb. Tým společnosti Envirotech informoval o další robo-rybě určené k boji proti znečištění vody. Chemické senzory detekují znečištění a zasílají informace výzkumným pracovníkům. Místo toho, aby lidé sbírali stovky vzorků, mohou robo-ryby vytvářet tisíce záznamů a malovat lepší obraz o zdraví vody.

zvědaví roboti zkoumají nový život nebo zajímavé Oceánské rysy

jedním ze základních rozdílů mezi roboty a lidmi je zvědavost. Robot by mohl kontrolovat vzorky vody nebo určité populace zvířat, ale lidé by si všimli podivného nového organismu nebo prozkoumali mimo své pracovní povinnosti. To se začíná měnit.

jeden z výzkumných týmů Oceánografické instituce Woods Hole začal používat “zvědavé” roboty, které se potápějí s výzkumníky a fotografují věci, které považují za zajímavé. Jeden robot poslal zpět fotografie, které vypadaly jako červený chmýří v zóně s nízkým obsahem kyslíku, pobízet vědce, aby poslali robota zpět, aby se dozvěděli více. Vědci zjistili, že se jedná o roj krabů, něco, co by lidé mohli bez robotické pomoci minout.

vzhledem k tomu, že roboti budou více volnomyšlenkáři a budou schopni prozkoumat zvědavé anomálie, budou je vědci moci poslat na vzdálenější mise. Například, Monterey Bay Aquarium Research Institute má flotilu robotů dronů, kteří nikdy neunaví a nepřežijí kousnutí žraloků při roamingu po mořích sbírajících data.

spolu se sledováním datových bodů, jako je slanost, teplota a hladina kyslíku, tyto drony také mapují oceánské dno při cestování.

autonomní výzkumná plavidla mohou sbírat Data po celý rok

spolu s malými autonomními výzkumnými roboty pracují vývojáři výzkumu na vytvoření autonomních lodí pro sběr dat a jejich odeslání zpět výzkumným pracovníkům. Autonomní výzkumná loď Mayflower je jen jedním z příkladů. Plavidlo, které bylo vyvinuto ve Velké Británii, má být zahájeno v roce 2020 jako první autonomní loď s čistou energií na světě.

stejným způsobem, jakým jsou lidé potápěči omezeni, lidé na výzkumných plavidlech vytvářejí vlastní soubor omezení:

• zabírají místo s ložním prádlem, kuchyní a toaletami.
• omezují to, co lze studovat na základě zaměření výzkumu.
• jsou omezeny na to, jak dlouho mohou zůstat na lodi, než se budou muset vrátit domů ke své organizaci a svým rodinám.

s autonomní lodí mohou být neomezené datové body neustále shromažďovány a sdíleny s výzkumníky po celém světě.

” zatímco pokroky v technologii poháněly pozemní a leteckou dopravu na nové úrovně inteligentní autonomie, na moři to byl jiný příběh,” říká Brett Phaneuf, generální ředitel MSubs, říká v Shuttleworth Design, výrobce energetických jachet pracujících ve spolupráci s MSubs a Plymouth University.

” pokud můžeme dát rover na Mars a nechat ho autonomně provádět výzkum, proč nemůžeme plout bezpilotní plavidlo přes Atlantický oceán a nakonec po celém světě?”

robotický Plankton napodobuje oceánský život

vědci z Scripps Institution of Oceanography v UC San Diego vyvinuli Podvodní roboty, které fungují jako plankton. Cílem bylo simulovat pohyby planktonu v laboratoři, aby lépe porozuměli oceánským proudům (a jak se plankton tlačí) spolu s chováním těchto fascinujících organismů.

Scrippsův Institut rozmístil v oceánu roj 16 robotů velikosti grapefruitu s cílem sledovat, jak se pohybují a reagují na sebe.

“Nyní, když byly postaveny a testovány, by tyto rojící senzory mohly být použity pro všechny druhy použití,” píše vědecká spisovatelka Amina Khan v LA Times. “Od sledování úniků ropy a červených přílivů až po zkoumání chování jiných mořských tvorů-například nasloucháním volání velryb nebo sledováním zvířat, která začínají jako larvy na březích nebo v jejich blízkosti a jejichž složité životní cykly je nutí pohybovat se oceánem způsoby, kterým vědci dosud plně nerozumí.”

Wave Energy nabízí čisté a dostupné zdroje energie

asi 70 procent světa je pokryto vodou. Pokud bychom našli způsob, jak využít vlnovou energii, naše celková závislost na fosilních palivech a dalších zdrojích poškozujících životní prostředí by se výrazně snížila.

tým společnosti Liquid Robotics nedávno vyvinul vlnový kluzák, který vypadá jako paddleboard nebo raft. Tento robot využívá energii na povrchu oceánu a solární panely k napájení své vrtule a pohonného systému. Je mobilní a může navigovat v oceánských podmínkách, včetně hurikánů, vysokých proudů a doldrumů.

tento vor je dalším příkladem malého autonomního výzkumného plavidla. Senzory shromažďují data o různých oceánských faktorech a odesílají je zpět vědcům, aby lépe porozuměli podmínkám oceánu a informacím.

vlnový kluzák není jediným nástrojem, který využívá primárně vlnovou sílu. Zástupce šéfredaktora Business Green Madeleine Cuff píše, že startupy chtějí vyvinout umělé korály, které mohou sklízet mořské vlny a zároveň rozkládat potenciálně destruktivní vlny.

” přesvědčit ostrovní a pobřežní komunity, aby využily šanci na pilotování drahého nového kusu technologie mořské energie-zejména když lze solární energii nasadit za stále klesající náklady – je vysoká objednávka,” říká. “Ale se společným přínosem ochrany pobřeží to začíná dávat smysl.”

vzhledem k tomu, že oceánské proudy mají hustotu energie 800krát větší než vítr, je potenciál proniknout do vlnové energie, ať už k napájení výzkumných robotů nebo pomoci životnímu prostředí, obrovský.

technologie akvakultury živí populace bez vypouštění moří

mnoho vědců v oblasti životního prostředí se obává udržitelného krmení budoucích populací, což vedlo k rozvoji akvakultury. Podle Briana Wanga V Next Big Future, vědci UCLA odhadují, že existuje více než 11 milion kilometrů čtverečních po celém světě vhodných pro ryby nebo mlž akvakulturu. Pokud by byla každá čtvereční stopa vyvinuta pro rybí farmy, svět by mohl produkovat 15 miliard tun ryb ročně, což je více než 100násobek současné celosvětové spotřeby mořských plodů.

přirozeně je to nepravděpodobné, protože ne každý centimetr oceánu může být přeměněn na aqua farmu. Pokud se však na chov ryb použijí i tři procenta, mohlo by to pomoci komunitám závislým na oceánech přežít.

vzestup akvakultury upoutal pozornost technologických odborníků i biologů. Kampachi Farms pracuje na přesunu akvakultury dále na moři a zemědělství v otevřeném oceánu, což je bezpečnější pro lidi a místní populace ryb.

organizace vyvinula velella Beta, 132 metrů krychlový aquapod připojený k 65 stopovému škuneru. I když by aquapod mohl vypadat jako projekt geometrie vašeho dítěte s rybami, které se v něm vznášejí, výsledky jsou slibné. Po prvním pokusu došlo k 98 procentní míře přežití, kdy ryby dosáhly zralosti zhruba v polovině očekávaného času.

většina mořských vědců a odborníků na robotiku věří, že jsme právě na špičce robotického použití v oceánu. V příštích několika letech bude používání robotické technologie znamenat revoluci v tom, co víme o podvodních ekosystémech, a pomůže ekologům chránit organismy, které tam žijí.