세계 로봇:해양 연구를 발전시키는 수중 로봇

월드 시리즈의 로봇은 로봇 공학,자동화 및 인공 지능이 우리의 삶을 변화시키는 크고 작은 방법을 살펴 봅니다. 우리는 이미 인간이 병원 방문을 안전하고 덜 무섭게 만들기 위해 로봇과 협력하는 방법을 살펴 보았습니다.

바다는 로봇 기술 개발에 대해 배우기 시작하기에 좋은 곳입니다. 로봇은 난파선 분석에 물고기를 제기,다양한 작업을 수행하고,해양 생물 학자,물 엔지니어,조경 개발자를 돕고,심지어 경찰이 더 나은 작업을 수행.

로봇이 해양 연구 및 탐사에 도움이되는 모든 방법에 대해 알아 보려면 계속 읽으십시오.

해양 연구가 중요한 이유는 무엇입니까?

바다가 태초부터 인간의 삶의 일부였다는 것을 고려할 때,우리는 바다의 조수와 환경,그리고 바다가 지탱하는 생명체에 대해 놀라울 정도로 거의 알지 못한다. 2013 년 슈미트 해양 연구소는 지구의 해저를 완전히 매핑하지도 않았다고 보고했습니다. 바다 바닥의 5~15%만이 전통적인 기술로 매핑되었습니다.

“우리는 여전히 화성의 표면에 대한 자세한 내용을 알고,”환경 저널리스트 스타 르 바르탄 어머니 자연 네트워크에서 씁니다. “붉은 행성은 지난 15 년 동안 궤도를 도는 위성에 의해 신중하게 매핑되었습니다.지도 해상도는 20 미터(66 피트)입니다. 그러나 바다의 해상도는 기껏해야 약 5 킬로미터(또는 3.1 마일)입니다.”

바다를 이해하는 것은 기념비적 인 작업이며,심지어 가장 열심히 일하는 연구자조차도 우리의 지식 격차에 구멍을 뚫을 수 없습니다. 이 때문에 그들은 데이터 수집을 돕기 위해 로봇에 의존하고 있습니다. 그리고 수집 된 데이터가 증가함에 따라 연구자들은 바다를 건강하게 유지하고 사회적 문제를 해결하기 위해 문제 해결사로 전환 할 수 있습니다.

인어 로봇은 산호 연구를 더 쉽게 만든다

스탠포드 대학의 컴퓨터 과학자들은 최근 인간에게 너무 깊은 난파선과 산호초로 이동하는 휴머노이드 다이빙 로봇 인 오션원을 개발했다.

로봇은 인간 다이버와 심해 선박 사이의 격차를 해소하기 위해 만들어진,스탠포드 대학의 비요른 캐리 보고서. 기존 잠수함은 인간 다이버의 기술이 부족;그들은 섬세하게 샘플을 수집하고 자신의 조이스틱에 익숙하지 않는 한 기동하기 어려운 수 없습니다. 그것은 그들을 수집하는 것보다 잠수함과 유물을 깰 거의 쉽다. 캐리는 오션 원은 더 인간과 같은 손과 얼굴,하지만 배터리와 추진기와 꼬리,로보-인어 같다 말한다.

“인간 다이버는 수중 연구 나 발굴 작업을 할 때 공기와 압력과 같은 성가신 것들에 제약을 받지만 로봇은 적대적인 수중 환경에서 샘플을 수집하여 훨씬 더 오래 수중에 머무를 수 있습니다.”

그녀는 과학자들이 로봇이 하는 일을 정확히 느낄 수 있다고 보고했다. 그들은 난파선 위의 수백 피트있어 경우에도 과학자들은 다이빙과 물체를 들고있는 것 같은 느낌.

로보피쉬가 항구를 보호하고 인프라를 점검한다.

휴머노이드는 수중 탐사를 위해 만들어진 유일한 로봇이 아니다. 로봇 동물은 인간이 바쁜 항구를 보호하고 범죄자를 잡을 수 있도록 돕고 있습니다. 예를 들어,보스턴 엔지니어링은 실제 물고기처럼 행동하고 항구,교각 및 선박을 탐구하는 동안 해양 생물과 조화를 이루는 참치 모양의 로봇 인 바이오 스위머를 개발했습니다.

이 로보 참치는 시속 46 마일까지 수영 할 수 있으며 종종 선박 선체에 저장된 밀수품을 탐지하는 데 사용됩니다. 미국 해안 경비대와 세관 및 국경 보호국은 정확히 어떤 선박을 검색하고 어디에 있는지 알 수 있습니다. 로보 참치는 테러 공격이나 수중 군사 위협을 방지하는 데 사용되는 폭발 장치로 무장 할 수 있습니다.

많은 개발자들이 물고기 모양의 로봇을 사용하여 연구를 수행합니다. 엔바이로텍 팀은 물 오염에 맞서기 위한 또 다른 로보피쉬에 대해 보고했다. 화학 센서는 오염을 감지하여 정보를 연구원에게 전송합니다. 인간이 수백 개의 샘플을 수집하는 대신 로보 피쉬는 수천 개의 기록을 만들어 물 건강에 대한 더 나은 그림을 그릴 수 있습니다.

호기심 많은 로봇 새로운 삶이나 흥미로운 해양 특징을 탐구하다

로봇과 인간의 근본적인 차이점 중 하나는 호기심이다. 로봇은 물 샘플이나 특정 동물 개체군을 확인할 수 있지만 인간은 이상한 새로운 유기체를 발견하거나 직무 밖에서 탐험 할 것입니다. 이것은 변화한것을 시작하고 있다.

우즈홀 해양연구소의 한 연구팀이 연구자들과 함께 다이빙을 하고 흥미로운 것들을 사진으로 찍는’호기심 많은’로봇을 사용하기 시작했다. 한 로봇은 더 많은 내용을 다시 로봇을 보내 연구자 메시지를 표시,낮은 산소 영역에 빨간색 퍼즈처럼 보였다 사진을 다시 보냈다. 과학자들은 게 떼,인간이 로봇의 도움없이 놓친 것 뭔가했다 발견했다.

로봇이 더 자유롭게 사고하고 호기심 많은 변칙을 탐험 할 수있게됨에 따라 연구자들은 더 많은 원격 임무를 수행 할 수있게 될 것입니다. 예를 들어,몬테레이 베이 수족관 연구소는 결코 타이어 및 데이터를 수집 바다를 로밍하는 동안 상어에 물린 생존 무인 항공기 로봇의 함대를 가지고있다.

염분,온도 및 산소 수준과 같은 데이터 포인트를 추적하는 것과 함께,이 드론은 또한 바다 바닥을 여행 할 때 매핑합니다.

자율 연구 선박은 일년 내내 데이터를 수집 할 수 있습니다

소규모 자율 연구 로봇과 함께 연구 개발자들은 데이터를 수집하여 연구자에게 다시 보낼 자율 선박을 만들기 위해 노력하고 있습니다. 메이플라워 자율 연구선은 이것의 한 예일 뿐입니다. 영국에서 개발 된이 선박은 2020 년에 세계 최초의 자율 청정 에너지 선박으로 출시 될 예정입니다.

인간의 잠수부가 제한되는 것과 같은 방식으로,연구 선박에 있는 인간은 그들만의 제한을 만든다.:

• 침구,주방 및 화장실이있는 공간을 차지합니다.
• 그들은 연구의 초점에 따라 연구 할 수있는 것을 제한합니다.
• 그들은 그들의 조직과 그 가족에게 귀국 할 필요가 전에 배에 머물 수있는 시간으로 제한됩니다.

자율적 인 선박을 사용하면 무한한 데이터 포인트를 지속적으로 수집하여 전 세계 연구원과 공유 할 수 있습니다.”기술의 발전은 지능형 자율성의 새로운 수준에 토지 및 항공 기반 전송을 추진했지만,그것은 바다에 다른 이야기를하고있다”브렛 파뇌프,미스 서비스 센터의 전무 이사,셔틀 워스 디자인,미스 서비스 센터와 플리머스 대학 모두 협력 작업 파워 요트 제조업체에서 말한다.

“우리가 화성에 탐사선을 배치하고 자율적으로 연구를 수행 할 수 있다면,왜 우리는 대서양을 가로 질러 무인 선박을 항해 할 수 없으며 궁극적으로 전 세계를 항해 할 수 없습니까?”

로봇 플랑크톤은 해양 생물을 모방

샌디에고의 스크립스 해양학 연구소의 연구원들은 플랑크톤처럼 작동하는 수중 로봇을 개발했습니다. 목표는 실험실에서 플랑크톤의 움직임을 시뮬레이션하여 이러한 매혹적인 생물의 행동과 함께 해류(그리고 플랑크톤이 어떻게 밀려나는지)를 더 잘 이해하는 것이 었습니다.

스크립스 연구소는 자몽 크기의 로봇 16 개를 바다에 배치하여 서로 어떻게 움직이고 반응하는지 추적했다.

“이제 그들은 구축 및 테스트 봤는데,이 집단 센서는 사용의 모든 종류에 넣을 수 있습니다,”라 타임스에서 과학 작가 아미나 칸은 기록. “기름 유출과 적조를 모니터링하는 것에서부터 다른 바다 생물의 행동을 탐구하는 것,예를 들어 고래의 전화를 듣거나 해안 위 또는 그 근처의 유충으로 시작하여 복잡한 수명주기가 바다를 통해 이동하도록 강요하는 동물을 추적하는 것 연구자들이 아직 완전히 이해하지 못하는 방식으로.”

파동에너지는 깨끗하고 사용 가능한 전력을 제공한다.

전 세계의 약 70%가 물로부터입니다. 파동 에너지를 활용하는 방법을 찾을 수 있다면 화석 연료 및 기타 환경 피해 자원에 대한 전반적인 의존도가 크게 줄어 듭니다.

리퀴드 로보틱스 팀은 최근 패들보드 또는 뗏목처럼 보이는 웨이브 글라이더를 개발했습니다. 이 로봇은 해양 표면과 태양 전지 패널의 에너지를 사용하여 프로펠러 및 추진 시스템에 동력을 공급합니다. 그것은 모바일 및 허리케인,높은 전류 및 침체를 포함한 해양 조건을 탐색 할 수 있습니다.

이 뗏목은 소규모 자율 연구 선박의 또 다른 예입니다. 센서는 다양한 해양 요인에 대한 데이터를 수집하여 해양 조건과 정보를 더 잘 이해하기 위해 과학자에게 보냅니다.

웨이브 글라이더는 주로 웨이브 파워를 사용하는 유일한 도구는 아닙니다. 비즈니스 녹색 대리인 편집기 마들렌 커프는 신생 잠재적으로 파괴적인 파도를 분해하면서 파도를 수확 할 수 인공 산호를 개발하려는 씁니다.

“섬과 해안 지역 사회가 값 비싼 새로운 해양 에너지 기술을 조종 할 수있는 기회를 갖도록 설득하는 것-특히 태양 광이 비용을 절감하여 배치 될 수있을 때–는 큰 순서입니다.”라고 그녀는 말합니다. “그러나 해안 보호의 공동 이익과 함께,그것은 이해되기 시작합니다.”

해류가 풍력보다 800 배 더 큰 에너지 밀도를 가지고 있다는 것을 고려할 때,연구 로봇에 전력을 공급하거나 환경을 도울 수있는 파동 에너지를 활용할 수있는 잠재력은 엄청납니다.

양식 기술은 바다를 배수하지 않고 인구를 먹이

많은 환경 연구자들은 미래의 인구를 지속 가능하게 먹이는 것에 대해 우려하고 있으며,이로 인해 양식업이 발전했습니다. 다음 큰 미래에서 브라이언 왕 에 따르면,어류 또는 이매패 류 양식에 적합한 전 세계에 걸쳐 1,100 만 평방 킬로미터 이상이 있다고 추정합니다. 이 모든 평방 피트가 양어장을 위해 개발 된 경우,세계는 연간 150 억 톤의 물고기를 생산할 수 있으며,이는 현재 전 세계 해산물 소비량의 100 배 이상입니다.

당연히 이것은 바다의 모든 인치가 아쿠아 농장으로 변할 수있는 것은 아니기 때문에 그럴 것 같지 않습니다. 그러나 3%가 물고기 농장에 사용된다면 바다에 의존하는 공동체가 생존하는 데 도움이 될 수 있습니다.

양식업의 부상은 생물학자뿐만 아니라 기술 전문가들의 시선을 사로잡았다. 캄파치 농장은 양식업을 더 앞바다로 옮기고 넓은 바다에서 농사를 짓기 위해 노력하고 있습니다.

이 조직은 65 피트 스쿠너에 연결된 132 입방 미터의 아쿠아 포드 인 벨렐라 베타를 개발했습니다. 아쿠아포드는 물고기가 떠다니는 아이의 지오메트리 프로젝트처럼 보일 수 있지만 결과는 유망합니다. 첫 번째 시험 후 98%의 생존율이 있었고 물고기는 예상 시간의 약 절반 만에 성숙에 도달했습니다.

대부분의 해양 연구자와 로봇 전문가들은 우리가 바다에서 로봇 사용의 일각에 있다고 생각합니다. 앞으로 몇 년 동안 로봇 기술의 사용은 우리가 수중 생태계에 대해 알고있는 것에 혁명을 일으키고 환경 론자들이 그곳에 사는 유기체를 보호하는 데 도움이 될 것입니다.