roboty na świecie: Podwodne boty postęp w badaniach morskich

nasze roboty w serii World przyglądają się małym i dużym sposobom, w jaki Robotyka, automatyzacja i sztuczna inteligencja zmieniają nasze życie. Sprawdziliśmy już, jak ludzie współpracują z robotami, aby wizyty w szpitalu były bezpieczniejsze i mniej przerażające.

ocean jest doskonałym miejscem do rozpoczęcia nauki o rozwoju technologii zrobotyzowanej. Roboty wykonują różne zadania, od hodowli ryb po analizę wraków statków, a także pomagają biologom morskim, inżynierom wodnym, projektantom krajobrazu, a nawet policji lepiej wykonywać swoją pracę.

Czytaj Dalej, aby dowiedzieć się, w jaki sposób roboty pomagają w badaniach i eksploracji morza.

Dlaczego badania morskie są ważne?

biorąc pod uwagę, że ocean był częścią ludzkiego życia Od początku czasu, zaskakująco niewiele wiemy o jego pływach, środowisku i formach życia, które obsługuje. W 2013 roku Instytut oceaniczny Schmidta poinformował, że nie udało nam się w pełni odwzorować dna morskiego ziemi. Tylko od 5 do 15 procent dna oceanu zostało zmapowane tradycyjnymi technikami.

“wciąż znamy więcej szczegółów na temat powierzchni Marsa”, pisze dziennikarz środowiskowy Starre Vartan w Mother Nature Network. “Czerwona planeta została starannie odwzorowana przez orbitujące satelity w ciągu ostatnich 15 lat; jej rozdzielczość mapy wynosi 20 metrów (66 stóp). Ale rozdzielczość oceanu … jest w najlepszym wypadku około 5 kilometrów (lub 3,1 Mil).”

zrozumienie oceanu to monumentalne zadanie, a nawet Najciężej pracujący naukowcy nie są w stanie wypełnić naszych luk w wiedzy. Dlatego zwracają się do robotów, aby pomóc w zbieraniu danych. Wraz ze wzrostem gromadzonych danych naukowcy mogą stać się rozwiązywaczami problemów, aby utrzymać zdrowe oceany i rozwiązywać problemy społeczne.

roboty Syreny ułatwiają badania koralowców

informatycy z Uniwersytetu Stanforda niedawno opracowali OceanOne, humanoidalnego robota nurkowego, który podróżuje na wraki i rafy koralowe zbyt głęboko dla ludzi.

robot został stworzony, aby wypełnić lukę między ludzkimi nurkami a okrętami głębinowymi-informuje Bjorn Carey z Uniwersytetu Stanforda. Istniejące okręty podwodne nie mają umiejętności ludzkich nurków; nie mogą delikatnie zbierać próbek i są trudne do manewrowania, chyba że znasz ich Joysticki. Łatwiej jest niszczyć artefakty łodziami podwodnymi niż je zbierać. Carey mówi, że OceanOne jest bardziej jak robo-syrena, z ludzkimi rękami i twarzą, ale ogonem z bateriami i silnikami.

“podczas gdy ludzki nurek jest ograniczony przez brzydkie rzeczy, takie jak powietrze i ciśnienie podczas wykonywania podwodnych badań lub wykopalisk, robot może pozostać pod wodą znacznie dłużej, zbierając próbki w wrogim podwodnym środowisku”, pisze Mary Beth Griggs z Popularnonaukowej.

informuje, że naukowcy mogą dokładnie wyczuć, co robot robi, co oznacza, że mogą zrozumieć, czy ma odpowiedni chwyt na artefakcie, czy też ma problemy z obsługą przedmiotów. Naukowcy mają wrażenie, że nurkują i trzymają przedmioty, nawet jeśli znajdują się setki stóp nad wrakiem.

Robo-ryby chronią porty morskie i sprawdzają infrastrukturę

humanoidy nie są jedynymi robotami stworzonymi do eksploracji podwodnej. Robotyczne zwierzęta pomagają ludziom chronić ruchliwe porty i łapać przestępców. Na przykład firma Boston Engineering opracowała bioswimmer, robota w kształcie tuńczyka, który działa jak prawdziwa ryba i wtapia się w życie morskie podczas eksploracji portów, pomostów i statków.

ten robo-tuńczyk może płynąć do 46 mil na godzinę i jest używany do wykrywania przemycanych towarów, często przechowywanych w kadłubach statków. Stany Zjednoczone Straż przybrzeżna, służby celne i ochrona granic wiedziałyby dokładnie, które statki i gdzie szukać. Robo-tuńczyk może być uzbrojony w ładunki wybuchowe używane do zapobiegania atakom terrorystycznym lub podwodnym zagrożeniom militarnym.

wielu programistów używa robotów w kształcie ryb do prowadzenia badań. Zespół z Envirotech poinformował o kolejnym robo-rybach przeznaczonych do zwalczania zanieczyszczenia wody. Czujniki chemiczne wykrywają zanieczyszczenia, wysyłając informacje do naukowców. Zamiast zmuszać ludzi do zbierania setek próbek, robo-ryby mogą tworzyć tysiące rekordów i lepiej obrazować stan wody.

ciekawe roboty odkrywaj nowe życie lub ciekawe cechy oceaniczne

jedną z podstawowych różnic między robotami a ludźmi jest ciekawość. Robot może sprawdzać próbki wody lub niektóre populacje zwierząt, ale ludzie zauważają dziwny nowy organizm lub badają go poza swoimi obowiązkami. To zaczyna się zmieniać.

jeden z zespołów badawczych w Woods Hole Oceanographic Institution zaczął używać “ciekawych” robotów, które nurkują z naukowcami i robią zdjęcia rzeczy, które uważają za interesujące. Jeden z robotów odesłał zdjęcia, które wyglądały jak czerwony fuzz w strefie niskiego poziomu tlenu, co skłoniło naukowców do wysłania robota z powrotem, aby dowiedzieć się więcej. Naukowcy odkryli, że to Rój krabów, coś, co ludzie mogli przeoczyć bez pomocy robotów.

ponieważ roboty stają się bardziej swobodne i zdolne do odkrywania ciekawych anomalii, naukowcy będą mogli wysyłać je na bardziej odległe misje. Na przykład Monterey Bay Aquarium Research Institute dysponuje flotą robotów dronowych, które nigdy się nie męczą i nie przetrwają ugryzień rekina podczas wędrówki po morzach zbierając dane.

wraz ze śledzeniem punktów danych, takich jak zasolenie, temperatura i poziom tlenu, Drony te również mapują dno oceanu podczas podróży.

autonomiczne statki badawcze mogą gromadzić dane przez cały rok

wraz z małymi autonomicznymi robotami badawczymi, twórcy badań pracują nad stworzeniem autonomicznych statków, aby zbierać dane i wysyłać je z powrotem do naukowców. Autonomiczny statek badawczy Mayflower to tylko jeden z przykładów. Opracowany w Wielkiej Brytanii statek ma zostać zwodowany w 2020 roku jako pierwszy na świecie autonomiczny statek czystej energii.

w ten sam sposób, w jaki ludzie są ograniczeni, Ludzie na statkach badawczych tworzą własny zestaw ograniczeń:

• zajmują miejsce z pościelą, kuchniami i toaletami.
• ograniczają to, co można badać w oparciu o główny cel badań.

dzięki autonomicznemu statkowi można stale gromadzić nieograniczone punkty danych i udostępniać je badaczom z całego świata.

“podczas gdy postęp technologiczny doprowadził transport lądowy i powietrzny do nowego poziomu inteligentnej autonomii, na morzu była to inna historia”, mówi Brett Phaneuf, Dyrektor zarządzający MSubs w Shuttleworth Design, producenta jachtów motorowych współpracującego zarówno z MSubs, jak i Plymouth University.

” jeśli możemy umieścić łazik na Marsie i kazać mu samodzielnie prowadzić badania, dlaczego nie możemy popłynąć bezzałogowym statkiem przez Ocean Atlantycki i ostatecznie dookoła świata?”

robotyczny Plankton naśladuje życie oceaniczne

naukowcy z Scripps Institution of Oceanography na UC San Diego opracowali podwodne roboty, które działają jak plankton. Celem było symulowanie ruchów planktonu w laboratorium, aby lepiej zrozumieć prądy oceaniczne (i sposób, w jaki plankton jest popychany) wraz z zachowaniem tych fascynujących organizmów.

Instytut Scripps rozmieścił w oceanie Rój 16 robotów wielkości grejpfruta w celu śledzenia, jak się poruszają i reagują na siebie nawzajem.

“teraz, gdy zostały zbudowane i przetestowane, te czujniki roju mogą być wykorzystywane do wszelkiego rodzaju zastosowań”, pisze pisarka naukowa Amina Khan z LA Times. “Od monitorowania wycieków ropy i czerwonych pływów po badanie zachowań innych stworzeń morskich – na przykład poprzez słuchanie wołań wielorybów lub śledzenie zwierząt, które zaczynają się jako larwy na lub w pobliżu brzegu i których złożone cykle życiowe zmuszają je do poruszania się po oceanie w sposób, którego naukowcy jeszcze nie do końca rozumieją.”

energia fal oferuje czyste i dostępne źródła energii

około 70 procent świata jest pokryte wodą. Gdybyśmy mogli znaleźć sposób na wykorzystanie energii fal, nasza ogólna zależność od paliw kopalnych i innych szkodliwych dla środowiska zasobów znacznie by spadła.

zespół Liquid Robotics niedawno opracował szybowiec Wave, który wygląda trochę jak paddleboard lub tratwa. Robot ten wykorzystuje energię na powierzchni oceanu i panele słoneczne do zasilania swojego śmigła i układu napędowego. Jest mobilny i może poruszać się w Warunkach oceanicznych, w tym w huraganach, wysokich prądach i doldrumach.

ta tratwa jest kolejnym przykładem małego autonomicznego statku badawczego. Czujniki zbierają dane na temat różnych czynników oceanicznych i przesyłają je naukowcom w celu lepszego zrozumienia warunków oceanicznych i informacji.

szybowiec falowy nie jest jedynym narzędziem wykorzystującym przede wszystkim siłę fali. Business Green zastępca redaktora Madeleine Cuff pisze, że startupy chcą rozwijać sztuczne koralowce, które mogą zbierać fale oceanu, jednocześnie rozbijając potencjalnie destrukcyjne fale.

“przekonanie społeczności wyspiarskich i przybrzeżnych do skorzystania z szansy na pilotowanie drogiego nowego elementu technologii energii morskiej – zwłaszcza gdy energia słoneczna może być wdrażana przy coraz niższych kosztach – jest wysokim zamówieniem”, mówi. “Ale wraz z korzyściami płynącymi z ochrony wybrzeża zaczyna to mieć sens.”

biorąc pod uwagę, że prądy oceaniczne mają gęstość energii 800 razy większą niż wiatr, potencjał wykorzystania energii fal, czy to do zasilania robotów badawczych, czy do pomocy środowisku, jest ogromny.

Technologia akwakultury karmi populacje bez odprowadzania wody z mórz

wielu naukowców zajmujących się ochroną środowiska obawia się zrównoważonego żywienia przyszłych populacji, co doprowadziło do rozwoju akwakultury. Według Briana Wanga z Next Big Future, naukowcy z UCLA szacują, że na całym świecie znajduje się ponad 11 milionów km2 odpowiednich dla ryb lub małży akwakultury. Gdyby każdy metr kwadratowy został opracowany dla Farm rybnych, świat mógłby produkować 15 miliardów ton ryb rocznie, ponad 100 razy więcej niż obecne światowe spożycie owoców morza.

oczywiście jest to mało prawdopodobne, ponieważ nie każdy cal oceanu można przekształcić w farmę wodną. Jednak jeśli nawet trzy procent zostanie wykorzystane do hodowli ryb, może to pomóc społecznościom zależnym od oceanów przetrwać.

rozwój akwakultury przyciągnął wzrok zarówno ekspertów technologicznych, jak i biologów. Kampachi Farms pracuje nad dalszym rozwojem akwakultury na morzu i hodowli na otwartym oceanie, dzięki czemu jest ona bezpieczniejsza dla ludzi i lokalnych populacji ryb.

organizacja opracowała Velella Beta, 132-metrowy akwapod połączony z 65-stopowym szkunerem. Chociaż aquapod może wyglądać jak projekt geometrii Twojego dziecka z pływającymi w nim rybami, wyniki są obiecujące. Po pierwszym badaniu wskaźnik przeżycia wynosił 98%, a ryby osiągały dojrzałość w mniej więcej połowie spodziewanego czasu.

większość badaczy morskich i ekspertów robotyki uważa, że jesteśmy na samym końcu robotyki w oceanie. W ciągu najbliższych kilku lat zastosowanie technologii zrobotyzowanej zrewolucjonizuje to, co wiemy o podwodnych ekosystemach i pomoże ekologom chronić żyjące tam organizmy.