世界のロボット:海洋研究を推進する水中ロボット

ワールドシリーズのロボットは、ロボット工学、自動化、人工知能が私たちの生活を変えている大小の方法を見ています。 私たちはすでに、病院の訪問をより安全で恐ろしいものにするために、人間がロボットとどのように協力しているかを見てきました。

海はロボット技術の開発について学び始めるのに最適な場所です。 ロボットは、魚の飼育から難破船の分析まで、さまざまなタスクを実行し、海洋生物学者、水工学者、景観開発者、さらには警察が仕事をより良くするの

ロボットが海洋研究と探査を支援するすべての方法について学ぶために読んでください。

なぜ海洋研究が重要なのか？

海は当初から人間の生活の一部であったことを考えると、その潮汐、環境、そしてそれが支える生命体については驚くほどほとんど知りません。 2013では、Schmidt Ocean Instituteは、地球の海底を完全にマッピングしていないと報告しました。 海底の5%から15%が伝統的な技術によってマッピングされているだけです。

環境ジャーナリストのStarre Vartanは、”火星の表面についての詳細はまだ知っている”とMother Nature Networkに書いています。 “赤い惑星は、過去15年間にわたって衛星を周回することによって慎重にマッピングされています。 しかし、海の解像度は…最高で約5キロ（または3.1マイル）です。”

海を理解することは記念碑的な仕事であり、最も勤勉な研究者でさえ、私たちの知識のギャップに凹みをつけることはできません。 このため、彼らはデータを収集するためにロボットに目を向けています。 そして、収集されたデータが増加するにつれて、研究者は問題解決者に変わり、海洋を健康に保ち、社会問題を解決することができます。

マーメイドロボットがサンゴの研究を容易にする

スタンフォード大学のコンピュータ科学者は最近、人間には深すぎる難破船やサンゴ礁に移動するヒューマノイドダイビングロボットであるOceanOneを開発した。

ロボットは、人間のダイバーと深海船の間のギャップを埋めるために作られた、とスタンフォード大学のBjorn Careyは報告しています。 既存の潜水艦は、人間のダイバーのスキルを欠いている;彼らは微妙にサンプルを収集することはできませんし、彼らのジョイスティックに精通していない限り、操縦するのは難しいです。 それはそれらを収集するよりも潜水艦で成果物を破ることはほとんど簡単です。 キャリーは、OceanOneは人間のような手と顔を持つロボマーメイドのようなものですが、電池とスラスターを持つ尾です。

“人間のダイバーは、水中研究や発掘を行うときに空気や圧力のような厄介なものによって制約されていますが、ロボットは敵対的な水中環境でサンプ

彼女は、科学者がロボットが何をしているのかを正確に感じることができると報告しています。 科学者たちは、彼らが難破船の上に数百フィートであっても、彼らはダイビングにしているように感じ、オブジェクトを保持しています。

Robo-Fishは港湾を保護し、インフラをチェック

ヒューマノイドだけが水中探査のために作られたロボットではありません。 ロボット動物は、人間が忙しい港を保護し、犯罪者を捕まえるのを助けています。 例えば、Boston Engineeringは、港、桟橋、船を探索しながら、実際の魚のように機能し、海の生命と調和するマグロ型のロボットであるBIOSwimmerを開発しました。

このロボマグロは時速46マイルまで泳ぐことができ、しばしば船の船体に保管されている密輸品を検出するために使用されます。 米国 沿岸警備隊と税関と国境の保護は、正確にどの船を検索し、どこに知っているだろう。 Robo-tunaは、テロ攻撃や水中の軍事的脅威を防ぐために使用される爆発装置で武装することができます。

多くの開発者が魚型ロボットを使って研究を行っている。 Envirotechのチームは、水質汚染と戦うための別のロボフィッシュについて報告しました。 化学センサーは汚染を検出し、情報を研究者に送信します。 人間に何百ものサンプルを収集させる代わりに、ロボフィッシュは何千もの記録を作り、水の健康状態をよりよく描くことができます。

好奇心旺盛なロボットが新しい生命や興味深い海洋の特徴を探索する

ロボットと人間の根本的な違いの一つは好奇心です。 ロボットは水のサンプルや特定の動物集団をチェックするかもしれませんが、人間は奇妙な新しい生物に気づいたり、職務外で探索したりします。 これは変わり始めています。

ウッズホール海洋研究所の研究チームの一つは、研究者と一緒に潜り、彼らが面白いと思うものの写真を撮る”好奇心”ロボットを使い始めました。 一つのロボットは、より多くを学ぶために戻ってロボットを送信するために研究者を促し、低酸素ゾーンで赤い毛羽のように見えた写真を送り返しま 科学者達は、人間達がロボットの助けなしに見逃していたかもしれないカニの群れであることを発見しました。

ロボットがより自由思考になり、奇妙な異常を探索することができるようになるにつれて、研究者はより多くの遠隔任務にそれらを送ることがで 例えば、Monterey Bay Aquarium Research Instituteには、データを収集している海をローミングしている間にサメの咬傷に疲れずに生き残る無人機ロボットの艦隊があります。

これらの無人偵察機は、塩分、温度、酸素レベルなどのデータポイントを追跡するとともに、移動する際に海底をマッピングします。

自律型研究船は年間を通じてデータを収集できる

小規模な自律型研究ロボットとともに、研究開発者は自律型研究船を作成してデータを収集し、研究者に送り返す作業を行っている。 メイフラワー自律研究船はこれの一例に過ぎません。 英国で開発されたこの船は、世界初の自律型クリーンエネルギー船として2020年に進水する予定です。

人間のダイバーが制限されているのと同じように、研究船の人間は独自の制限を作成します:

• 彼らは寝具、台所および洗面所が付いているスペースをとる。
• 彼らは研究の焦点に基づいて研究できるものを制限します。
• 彼らは、彼らの組織とその家族に家に帰る必要がある前に、彼らは船に滞在することができますどのくらいの期間に関して制限されています。

自律型船では、無限のデータポイントを常に収集し、世界中の研究者と共有することができます。

MSubsのマネージングディレクターであるBrett Phaneuf氏は、msubsとプリマス大学の両方と提携しているパワーヨットメーカーであるShuttleworth Designで、”技術の進歩は陸と空をベースとした輸送を新しいレベルのインテリジェント自律性に推進してきましたが、それは海では別の話でした”と述べています。

“火星にローバーを置いて自律的に研究を行わせることができれば、なぜ無人の船を大西洋を横切って、最終的には世界中を航海できないのですか？”

海洋生物を模倣するロボットプランクトン

UCサンディエゴのScripps Institution of Oceanographyの研究者は、プランクトンのように行動する水中ロボットを開発しました。 目標は、これらの魅力的な生物の行動とともに、海流（およびプランクトンがどのように押し回されるか）をよりよく理解するために、実験室でプラン

Scripps Instituteは、16台のグレープフルーツサイズのロボットの群れを海に展開し、彼らがどのように移動し、互いに反応するかを追跡することを目標としています。

“今、彼らは構築され、テストされてきたので、これらの群がるセンサーは、すべての種類の用途に置くことができ、”LAタイムズのサイエンスライター Amina Khanは書いてい 例えば、クジラの鳴き声を聞いたり、海岸やその近くで幼虫として始まり、複雑なライフサイクルが研究者がまだ完全に理解していない方法で海を”

波のエネルギーは、クリーンで利用可能な電源を提供しています

世界の約70％が水で覆われています。 波のエネルギーを利用する方法を見つけることができれば、化石燃料やその他の環境に有害な資源への全体的な依存は大幅に減少します。

Liquid Roboticsのチームは最近、パドルボードやいかだのようなものに見えるウェーブグライダーを開発しました。 このロボットは、海洋表面のエネルギーと太陽電池パネルを使用して、プロペラと推進システムに電力を供給します。 これは、モバイルだとハリケーン、高電流、および低迷を含む海の条件をナビゲートすることができます。

このいかだは、小規模な自律研究船のもう一つの例です。 センサーは、さまざまな海洋要因に関するデータを収集し、それを科学者に送り返して、海洋の状態と情報をよりよく理解します。

波動グライダーは、主に波動パワーを使用する唯一のツールではありません。 Business Green副編集者のMadeleine Cuffは、新興企業は、潜在的に破壊的な波を破壊しながら海の波を収穫できる人工サンゴを開発したいと書いています。

「島と沿岸のコミュニティに、高価な新しい海洋エネルギー技術を操縦する機会を得るように説得することは、特に太陽光をコストを削減して配備 “しかし、沿岸保護の共同利益で、それは意味をなさないようになります。”

海流が風の800倍のエネルギー密度を持っていることを考えると、研究ロボットに電力を供給するか、環境を助けるかにかかわらず、波のエネルギーを活用する可能性は非常に大きい。

水産養殖技術は、海を排水することなく人口を供給する

多くの環境研究者は、将来の人口を持続可能に供給することを懸念しており、水産養殖の発展 Next Big FutureのBrian Wang氏によると、UCLAの研究者は、魚や二枚貝の養殖に適した世界中の1100万平方キロメートル以上があると推定しています。 これのすべての平方フィートが養殖場のために開発された場合、世界は年間15億トンの魚を生産することができ、現在の世界の魚介類消費量の100倍以上

当然のことながら、これは海のあらゆるインチがアクアファームに変えることができるわけではないので、そうではありません。 しかし、3％でさえ魚を養殖するために使用される場合、それは生き残るために海に依存しているコミュニティを助けることができます。

水産養殖の台頭は、技術専門家や生物学者の目を引いている。 Kampachi Farmsは、水産養殖をさらに沖合に移動させ、外洋で養殖することで、人間や地元の魚の個体群にとってより安全にすることに取り組んでいます。

この組織は、65フィートのスクーナーに接続された132立方メートルのアクアポッドであるVelella Betaを開発しました。 Aquapodはあなたの子供のジオメトリプロジェクトのように見えるかもしれませんが、魚はその中に浮かんでいますが、結果は有望です。 最初の試験の後、98パーセントの生存率があり、魚は予想される約半分の時間で成熟に達しました。

ほとんどの海洋研究者やロボット専門家は、私たちが海洋でのロボット使用の先端にいると信じています。 今後数年間で、ロボット技術の使用は、私たちが水中生態系について知っていることに革命をもたらし、環境保護主義者がそこに住む生物を保護す