Robots in The World: Underwater Bots Advancing Marine Research

nossos robôs da World series analisam as grandes e pequenas maneiras pelas quais a robótica, a automação e a inteligência artificial estão mudando nossas vidas. Já analisamos como os humanos estão colaborando com robôs para tornar as visitas hospitalares mais seguras e menos assustadoras.O oceano é um ótimo lugar para começar a aprender sobre o desenvolvimento da tecnologia robótica. Os robôs realizam uma variedade de tarefas, desde a criação de peixes até a análise de naufrágios, e estão ajudando biólogos marinhos, engenheiros de água, paisagistas e até mesmo a polícia a fazer seu trabalho melhor.Continue lendo para aprender sobre todas as maneiras pelas quais os robôs ajudam na pesquisa e exploração marinha.

Por Que a pesquisa Marinha é importante?Considerando que o oceano tem sido parte da vida humana desde o início dos tempos, sabemos surpreendentemente pouco sobre suas marés, meio ambiente e as formas de vida que ele suporta. Em 2013, o Schmidt Ocean Institute informou que nem sequer mapeamos totalmente o fundo do mar da terra. Apenas entre cinco e 15 por cento do fundo do oceano foi mapeado por técnicas tradicionais.”Ainda sabemos mais detalhes sobre a superfície de Marte”, escreve o jornalista ambiental Starre Vartan na Mother Nature Network. “O planeta vermelho foi cuidadosamente mapeado por satélites em órbita nos últimos 15 anos; sua resolução de mapa é de 20 metros (66 pés). Mas a resolução do oceano … é, na melhor das hipóteses, cerca de 5 quilômetros (ou 3,1 milhas).”Entender o oceano é uma tarefa monumental, e mesmo os pesquisadores mais trabalhadores não podem prejudicar nossas lacunas de conhecimento. É por isso que eles estão recorrendo a robôs para ajudar a coletar dados. E à medida que os dados coletados aumentam, os pesquisadores podem se transformar em solucionadores de problemas para manter nossos oceanos saudáveis e resolver problemas sociais.

os robôs Sereia facilitam a pesquisa de corais

cientistas da Computação da Universidade de Stanford desenvolveram recentemente o OceanOne, um robô de mergulho humanóide que viaja para naufrágios e recifes de coral muito profundos para os humanos.

o robô foi criado para preencher a lacuna entre mergulhadores humanos e embarcações de águas profundas, relata Bjorn Carey, da Universidade de Stanford. Os submarinos existentes não têm a habilidade de mergulhadores humanos; eles não podem coletar amostras delicadamente e são difíceis de manobrar, a menos que você esteja familiarizado com seus joysticks. É quase mais fácil quebrar artefatos com submarinos do que coletá-los. Carey diz que OceanOne é mais como uma robo-sereia, com mãos humanas e um rosto, mas uma cauda com baterias e propulsores.”Enquanto um mergulhador humano é limitado por coisas traquinas como ar e pressão ao fazer pesquisas subaquáticas ou escavações, um robô pode ficar debaixo d’água por muito mais tempo, coletando amostras em ambientes subaquáticos hostis”, Escreve Mary Beth Griggs na Popular Science.Ela relata que os cientistas podem sentir exatamente o que o robô está fazendo, o que significa que eles podem entender se ele tem o Controle certo sobre um artefato ou se está lutando para lidar com itens. Os cientistas sentem que estão mergulhando e segurando objetos, mesmo quando estão a centenas de metros acima do naufrágio.

Robo-Fish Protect Seaports and Check Infrastructure

Humanoids não são os únicos robôs criados para exploração subaquática. Os animais robôs estão ajudando os humanos a proteger portos ocupados e capturar criminosos. Por exemplo, a Boston Engineering desenvolveu um BIOSwimmer, um robô em forma de atum que age como um peixe real e se mistura com a Vida Marinha enquanto explora portos, cais e embarcações.

este robo-atum pode nadar até 46 mph e é usado para detectar mercadorias contrabandeadas, muitas vezes armazenadas nos cascos dos navios. americano. Guarda Costeira e Alfândega e Proteção de Fronteiras saberiam exatamente quais Navios procurar e onde. O robo-atum pode ser armado com dispositivos explosivos usados para prevenir ataques terroristas ou ameaças militares subaquáticas.

muitos desenvolvedores usam robôs em forma de peixe para realizar pesquisas. A equipe da Envirotech informou sobre outro robo-peixe destinado a combater a poluição da água. Sensores químicos detectam poluição, enviando as informações aos pesquisadores. Em vez de os humanos coletarem centenas de amostras, o peixe-robô pode fazer milhares de registros e pintar uma imagem melhor da saúde da água.

robôs curiosos exploram uma nova vida ou características oceânicas interessantes

uma das diferenças fundamentais entre robôs e humanos é a curiosidade. Um robô pode verificar amostras de água ou certas populações de animais, mas os humanos notariam um novo organismo estranho ou explorariam fora de suas funções. Isso está começando a mudar.Uma das equipes de pesquisa da Woods Hole Oceanographic Institution começou a usar robôs “curiosos” que mergulham com pesquisadores e tiram fotos de coisas que acham interessantes. Um robô Enviou de volta fotos que pareciam penugem vermelha em uma zona de baixo oxigênio, levando os pesquisadores a enviar o robô de volta para saber mais. Os cientistas descobriram que eram um enxame de caranguejos, algo que os humanos poderiam ter perdido sem ajuda robótica.À medida que os robôs se tornam mais livres e capazes de explorar anomalias curiosas, os pesquisadores poderão enviá-los em missões mais remotas. Por exemplo, o Monterey Bay Aquarium Research Institute tem uma frota de robôs drones que nunca se cansam e sobrevivem a mordidas de tubarão enquanto percorrem os mares coletando dados.

junto com pontos de dados de rastreamento, como salinidade, temperatura e níveis de oxigênio, esses drones também mapeiam o fundo do oceano enquanto viajam.

embarcações de pesquisa autônomas podem coletar dados durante todo o ano

junto com robôs de pesquisa autônomos de pequena escala, os desenvolvedores de pesquisa estão trabalhando para criar Navios autônomos para coletar dados e enviá-los de volta aos pesquisadores. O navio de pesquisa autônomo Mayflower é apenas um exemplo disso. Desenvolvido no Reino Unido, o navio está programado para ser lançado em 2020 como o primeiro navio autônomo de energia limpa do mundo.

da mesma forma que os mergulhadores humanos são limitados, os humanos em vasos de pesquisa criam seu próprio conjunto de restrições:

• eles ocupam espaço com roupas de cama, cozinhas e banheiros.
• eles limitam o que pode ser estudado com base no foco da pesquisa.
• eles são limitados quanto ao tempo que podem permanecer em um navio antes de precisarem voltar para casa para sua organização e suas famílias.

com um navio autônomo, pontos de dados ilimitados podem ser coletados constantemente e compartilhados com pesquisadores de todo o mundo.”Embora os avanços na tecnologia tenham impulsionado o transporte terrestre e aéreo para novos níveis de autonomia inteligente, tem sido uma história diferente no mar”, diz Brett Phaneuf, Diretor administrativo da MSubs, na Shuttleworth Design, fabricante de iates elétricos que trabalha em parceria com a MSubs e a Plymouth University.”Se podemos colocar um rover em Marte e tê-lo autonomamente conduzir pesquisas, por que não podemos navegar em um navio não tripulado através do Oceano Atlântico e, finalmente, em todo o mundo?”

os pesquisadores da Scripps Institution of Oceanography da UC San Diego desenvolveram robôs subaquáticos que agem como plâncton. O objetivo era simular movimentos de plâncton no laboratório para entender melhor as correntes oceânicas (e como o plâncton é empurrado) junto com o comportamento desses organismos fascinantes.

o Scripps Institute implantou um enxame de 16 robôs do tamanho de toranja no oceano com o objetivo de rastrear como eles se movem e reagem uns aos outros.

“agora que eles foram construídos e testados, esses sensores de enxameação podem ser usados em todos os tipos de uso”, Escreve a escritora de Ciências Amina Khan no LA Times. “Desde o monitoramento de derramamentos de óleo e marés vermelhas até a exploração do comportamento de outras criaturas marinhas – por exemplo, ouvindo as chamadas de baleias, ou rastreando animais que começam como larvas em ou perto de praias e cujos complexos ciclos de vida os forçam a se mover pelo oceano de maneiras que os pesquisadores ainda não entendem completamente.”

a energia das ondas oferece Fontes de energia limpas e disponíveis

cerca de 70% do mundo é coberto por água. Se pudéssemos encontrar uma maneira de aproveitar a energia das ondas, nossa dependência geral de combustíveis fósseis e outros recursos prejudiciais ao meio ambiente diminuiria significativamente.

a equipe da Liquid Robotics desenvolveu recentemente o Wave Glider, que se parece com um paddleboard ou jangada. Este robô usa energia na superfície do oceano e painéis solares para alimentar sua hélice e sistema de propulsão. É móvel e pode navegar pelas condições do oceano, incluindo furacões, altas correntes e marasmo.

esta jangada é outro exemplo de um navio de pesquisa autônomo de pequena escala. Os sensores coletam dados sobre vários fatores oceânicos e os enviam de volta aos cientistas para entender melhor as condições e informações oceânicas.

o planador de ondas não é a única ferramenta que usa principalmente a potência das ondas. Madeleine Cuff, vice-editora Da Business Green, escreve que as startups querem desenvolver corais artificiais que possam colher ondas oceânicas enquanto quebram ondas potencialmente destrutivas.”Convencer as comunidades insulares e costeiras a ter uma chance de pilotar uma nova peça cara de tecnologia de energia marinha – particularmente quando a energia solar pode ser implantada a custos cada vez menores – é uma tarefa difícil”, diz ela. “Mas com o Co-Benefício da proteção costeira, começa a fazer sentido.Considerando que as correntes oceânicas têm uma densidade de energia 800 vezes maior que o vento, o potencial para explorar a energia das ondas, seja para alimentar robôs de pesquisa ou ajudar o meio ambiente, é enorme.

a tecnologia aquícola alimenta populações sem drenar os mares

muitos pesquisadores ambientais estão preocupados em alimentar futuras populações de forma sustentável, o que levou ao desenvolvimento da aquicultura. De acordo com Brian Wang no Next Big Future, os pesquisadores da UCLA estimam que existem mais de 11 milhões de quilômetros quadrados em todo o mundo adequados para peixes ou aquicultura bivalve. Se cada metro quadrado deste foi desenvolvido para fazendas de peixes, o mundo poderia produzir 15 bilhões de toneladas de peixe por ano, mais de 100 vezes o atual consumo global de frutos do mar.Naturalmente, isso é improvável porque nem todas as polegadas do Oceano podem ser transformadas em uma fazenda aquática. No entanto, se até três por cento for usado para cultivar peixes, isso pode ajudar as comunidades que dependem dos oceanos a sobreviver.

a ascensão da aquicultura chamou a atenção de especialistas em tecnologia e biólogos. A Kampachi Farms está trabalhando para mover a aquicultura ainda mais offshore e a agricultura em oceano aberto, tornando-a mais segura para humanos e populações locais de peixes.

a organização desenvolveu o Velella Beta, um aquapode de 132 metros cúbicos conectado a uma escuna de 65 pés. Embora o aquapod possa se parecer com o projeto de geometria do seu filho com peixes flutuando nele, os resultados são promissores. Após o primeiro teste, houve uma taxa de sobrevivência de 98%, com o peixe atingindo a maturidade em cerca da metade do tempo esperado.

a maioria dos pesquisadores marinhos e especialistas em robótica acredita que estamos apenas na ponta do uso robótico no oceano. Nos próximos anos, o uso da tecnologia robótica revolucionará o que sabemos sobre ecossistemas subaquáticos e ajudará os ambientalistas a proteger os organismos que vivem lá.