Robots In The World: Underwater Bots Advancing Marine Research

Våre Roboter i World series ser på de store og små måtene robotikk, automatisering og kunstig intelligens endrer våre liv. Vi har allerede sett på hvordan mennesker samarbeider med roboter for å gjøre sykehusbesøk tryggere og mindre skummelt.

havet er et flott sted å begynne å lære om utviklingen av robotteknologi. Roboter utfører en rekke oppgaver, fra å heve fisk til å analysere skipsvrak, og hjelper marinbiologer, vanningeniører, landskapsutviklere og til og med politiet til å gjøre jobben sin bedre.

Les videre For å lære om hvordan roboter hjelper til med marin forskning og utforskning.

Hvorfor Er Marin Forskning Viktig?

Med Tanke på at havet har vært en del av menneskelivet fra begynnelsen av tiden, vet vi overraskende lite om tidevannet, miljøet og livsformene det støtter. I 2013 rapporterte Schmidt Ocean Institute at vi ikke engang har fullstendig kartlagt jordens havbunn. Bare mellom fem og 15 prosent av havbunnen har blitt kartlagt av tradisjonelle teknikker.

“vi vet fortsatt mer detaljer om Overflaten Av Mars,” skriver miljøjournalist Starre Vartan på Mother Nature Network. “Den røde planeten har blitt nøye kartlagt av bane satellitter de siste 15 årene; kartoppløsningen er 20 meter (66 fot). Men havets oppløsning … er i beste fall ca 5 kilometer ( eller 3,1 miles).”

Å Forstå havet er en monumental oppgave, og selv de hardest arbeidende forskerne kan ikke gjøre noe i våre kunnskapshull. Det er derfor de vender seg til roboter for å samle inn data. Og etter hvert som dataene som samles inn øker, kan forskere da bli problemløsere for å holde havene våre sunne og løse samfunnsproblemer.

Havfrueroboter Gjør Korallforskning Enklere

datavitenskapere ved University Of Stanford utviklet Nylig OceanOne, en humanoid dykkerobot som reiser til vrak og korallrev for dypt for mennesker.

roboten ble opprettet for å bygge bro over gapet mellom menneskelige dykkere og dypvannsfartøy, Rapporterer Bjørn Carey Ved Stanford University. Eksisterende ubåter mangler dyktighet av menneskelige dykkere; de kan ikke delikat samle prøver og er vanskelig å manøvrere med mindre du er kjent med sine styrespaker. Det er nesten lettere å bryte gjenstander med ubåter enn å samle dem. Carey sier OceanOne er mer som en robo-havfrue, med menneskelignende hender og et ansikt, men en hale med batterier og thrustere.

” mens en menneskelig dykker er begrenset av pesky ting som luft og trykk når du gjør undervannsforskning eller utgravninger, kan en robot holde seg under vann mye lenger, samle prøver i fiendtlige undervannsmiljøer, ” Skriver Mary Beth Griggs på Popular Science.

Hun rapporterer at forskere kan føle nøyaktig hva roboten gjør, noe som betyr at de kan forstå om den har riktig grep på en gjenstand eller om den sliter med å håndtere gjenstander. Forskere føler at de er på dykk og holder gjenstander, selv når de er hundrevis av meter over vraket.

Robo-Fish Beskytt Havner Og Sjekk Infrastruktur

Humanoider er ikke de eneste robotene som er laget for undervannsutforskning. Robotdyr hjelper mennesker med å beskytte travle havner og fange kriminelle. For Eksempel Utviklet Boston Engineering En BIOSwimmer, en tunfiskformet robot som fungerer som en ekte fisk og blander seg med sjølivet mens den utforsker havner, brygger og fartøy.

dette robo-tunfisk kan svømme opp til 46 mph og brukes til å oppdage smuglervarer, ofte lagret i skrog av skip. USA. Kystvakten Og Toll – Og Grensevern vil vite nøyaktig hvilke skip som skal søke og hvor. Robo-tunfisken kan være bevæpnet med eksplosive enheter som brukes til å forhindre terrorangrep eller undervanns militære trusler.

mange utviklere bruker fiskeformede roboter til å utføre forskning. Teamet på Envirotech rapporterte om en annen robo-fisk ment å bekjempe vannforurensning. Kjemiske sensorer oppdager forurensning, sender informasjonen til forskere. I stedet for at mennesker samler hundrevis av prøver, kan robo-fisken lage tusenvis av poster og male et bedre bilde av vannets helse.

Nysgjerrige Roboter Utforske Nytt Liv Eller Interessante Oceaniske Funksjoner

en av de grunnleggende forskjellene mellom roboter og mennesker er nysgjerrighet. En robot kan sjekke vannprøver eller visse dyrepopulasjoner, men mennesker vil legge merke til en merkelig ny organisme eller utforske utenfor deres arbeidsoppgaver. Dette begynner å forandre seg.

Et av forskerteamene Ved Woods Hole Oceanographic Institution har begynt å bruke” nysgjerrige ” roboter som dykker med forskere og tar bilder av ting de finner interessante. En robot sendte tilbake bilder som så ut som red fuzz i en lav-oksygen sone, spørre forskere til å sende roboten tilbake for å lære mer. Forskerne oppdaget at de var en sværm av krabber, noe menneskene kunne ha savnet uten robothjelp.

etter hvert som roboter blir mer fritt tenkning og i stand til å utforske nysgjerrige anomalier, vil forskere kunne sende dem på fjernere oppdrag. For Eksempel, Monterey Bay Aquarium Research Institute har en flåte av drone roboter som aldri dekk og overleve hai biter mens roaming havet samle data.

sammen med sporing av datapunkter som saltholdighet, temperatur og oksygenivå, kartlegger disse dronene også havbunnen mens de reiser.

Autonome Forskningsfartøy Kan Samle Inn Data Året Rundt

sammen med småskala autonome forskningsroboter jobber forskningsutviklere for å skape autonome skip for å samle inn data Og sende det tilbake til forskere. Mayflower Autonomous Research Ship er bare ett eksempel på dette. Skipet er utviklet I STORBRITANNIA og skal etter planen lanseres i 2020 som verdens første autonome, rene energifartøy.

på samme måte som menneskelige dykkere er begrenset, skaper mennesker på forskningsfartøy sitt eget sett med restriksjoner:

• De tar opp plass med sengetøy, kjøkken og toaletter.
• de begrenser hva som kan studeres basert på forskningsfokus.
• de er begrenset til hvor lenge de kan bli på et skip før de trenger å komme hjem til sin organisasjon og deres familier.

med et autonomt skip kan ubegrensede datapunkter samles konstant og deles med forskere over hele verden.

” mens fremskritt innen teknologi har drevet land-og luftbasert transport til nye nivåer av intelligent autonomi, har det vært en annen historie på sjøen,” Sier Brett Phaneuf, administrerende direktør For MSubs, På Shuttleworth Design, en kraftyachtprodusent som arbeider i samarbeid med Både MSubs og Plymouth University.

” hvis vi kan sette en rover på Mars og få den til å utføre selvstendig forskning, hvorfor kan vi ikke seile et ubemannet fartøy over Atlanterhavet og til slutt rundt om i verden?”

Robot Plankton Etterligne Livet I Havet

Forskere Ved Scripps Institution Of Oceanography ved UC San Diego utviklet undervannsroboter som fungerer som plankton. Målet var å simulere planktonbevegelser i laboratoriet for bedre å forstå havstrømmer (og hvordan plankton blir presset rundt) sammen med oppførselen til disse fascinerende organismer.

Scripps Institute utplassert en sverm av 16 grapefrukt-sized roboter i havet med mål om å spore hvordan de beveger seg og reagerer på hverandre.

“nå som de har blitt bygget og testet, kan disse swarming sensorene bli satt til alle slags bruksområder,” skriver vitenskapsforfatter Amina Khan på LA Times. “Fra å overvåke oljeutslipp og røde tidevann for å utforske oppførselen til andre sjødyr – for eksempel ved å lytte til hvalsam, eller ved å spore dyr som starter som larver på eller nær kysten, og hvis komplekse livssykluser tvinger dem til å bevege seg gjennom havet på måter som forskere ennå ikke forstår fullt ut.”

Bølgekraft Tilbyr Rene Og Tilgjengelige Strømkilder

om lag 70 prosent av verden er dekket av vann. Hvis vi kunne finne en måte å utnytte bølgeenergi på, ville vår generelle avhengighet av fossile brensler og andre miljøskadelige ressurser reduseres betydelig.

teamet På Liquid Robotics utviklet Nylig Wave Glider, som ser ut som en paddleboard eller flåte. Denne roboten bruker energi på havets overflate og solcellepaneler for å drive propell og fremdriftssystem. Den er mobil og kan navigere havforhold, inkludert orkaner, høye strømmer og doldrums.

denne flåten er et annet eksempel på et småskala autonomt forskningsfartøy. Sensorer samler inn data om ulike havfaktorer og sender det tilbake til forskere for bedre å forstå havforhold og informasjon.

Wave Glider er ikke det eneste verktøyet som bruker primært bølgekraft. Forretnings Grønn nestleder redaktør Madeleine Cuff skriver at oppstart vil utvikle menneskeskapte koraller som kan høste havbølger mens de bryter ned potensielt destruktive bølger.

“Å Overbevise øy-og kystsamfunn om å ta sjansen på å styre et dyrt nytt stykke marin energiteknologi-spesielt når solenergi kan distribueres til stadig avtagende kostnader – er en høy ordre –” sier hun. “Men med co-nytte av kyst beskyttelse, det begynner å gi mening.”

Med tanke på at havstrømmer har en energitetthet som er 800 ganger større enn vind, er potensialet for å tappe inn i bølgeenergi, enten for å drive forskningsroboter eller hjelpe miljøet, enormt.

Akvakulturteknologi Mater Populasjoner Uten Å Tømme Havene

Mange miljøforskere er opptatt av å mate fremtidige populasjoner bærekraftig, noe som har ført til utvikling av akvakultur. Ifølge Brian Wang ved Next Big Future anslår ucla-forskere at DET er over 11 millioner kvadratkilometer over hele verden som er egnet for fisk eller toskall akvakultur. Hvis hver kvadratfot av dette ble utviklet for oppdrettsanlegg, kunne verden produsere 15 milliarder tonn fisk per år, mer enn 100 ganger dagens globale sjømatforbruk.

naturligvis er Dette usannsynlig fordi ikke hver tomme av havet kan omdannes til en akvafarm. Men hvis selv tre prosent brukes til å oppdrette fisk, kan det hjelpe samfunn som er avhengige av havene for å overleve.

fremveksten av akvakultur har fanget øyet av teknologieksperter så vel som biologer. Kampachi Farms arbeider for å flytte akvakultur videre offshore og oppdrett i det åpne hav, noe som gjør det tryggere for mennesker og lokale fiskebestander.

organisasjonen utviklet Velella Beta, En 132-kubikkmeter aquapod koblet til en 65-fots skonnert. Mens aquapod kan se ut som barnets geometriprosjekt med fisk som flyter rundt i det, er resultatene lovende. Etter det første forsøket var det 98 prosent overlevelse med fisken når modenhet i omtrent halvparten av tiden forventet.

De fleste havforskere og roboteksperter mener at vi bare er på toppen av robotbruk i havet. I løpet av de neste årene vil bruken av robotteknologi revolusjonere det vi vet om undervannsøkosystemer og hjelpe miljøvernere å beskytte organismer som bor der.