Robots en el Mundo: Bots Submarinos que Avanzan en la Investigación Marina

Nuestra serie Robots en el Mundo analiza las formas grandes y pequeñas en que la robótica, la automatización y la inteligencia artificial están cambiando nuestras vidas. Ya hemos visto cómo los humanos están colaborando con robots para que las visitas al hospital sean más seguras y menos aterradoras.

El océano es un gran lugar para comenzar a aprender sobre el desarrollo de la tecnología robótica. Los robots realizan una variedad de tareas, desde la cría de peces hasta el análisis de naufragios, y ayudan a biólogos marinos, ingenieros de agua, desarrolladores de paisajes e incluso a la policía a hacer mejor su trabajo.

Siga leyendo para conocer todas las formas en que los robots ayudan con la investigación y exploración marinas.

¿Por qué es importante la Investigación Marina?

Teniendo en cuenta que el océano ha sido parte de la vida humana desde el principio de los tiempos, sabemos sorprendentemente poco sobre sus mareas, su entorno y las formas de vida que soporta. En 2013, el Instituto Oceánico Schmidt informó que ni siquiera hemos cartografiado completamente el fondo marino de la Tierra. Solo entre el cinco y el 15 por ciento del fondo oceánico ha sido cartografiado mediante técnicas tradicionales.

“Todavía sabemos más detalles sobre la superficie de Marte”, escribe la periodista ambiental Starre Vartan en Mother Nature Network. “El planeta rojo ha sido cuidadosamente mapeado por satélites en órbita durante los últimos 15 años; su resolución de mapa es de 20 metros (66 pies). Pero la resolución del océano is es, en el mejor de los casos, de unos 5 kilómetros (o 3,1 millas).”

Comprender el océano es una tarea monumental, e incluso los investigadores más trabajadores no pueden hacer mella en nuestras brechas de conocimiento. Esta es la razón por la que están recurriendo a robots para ayudar a recopilar datos. Y a medida que aumentan los datos recopilados, los investigadores pueden convertirse en solucionadores de problemas para mantener nuestros océanos saludables y resolver problemas sociales.

Los robots Sirena facilitan la investigación de corales

Los científicos informáticos de la Universidad de Stanford desarrollaron recientemente OceanOne, un robot de buceo humanoide que viaja a naufragios y arrecifes de coral demasiado profundos para los humanos.

El robot fue creado para cerrar la brecha entre los buzos humanos y las embarcaciones de aguas profundas, informa Bjorn Carey de la Universidad de Stanford. Los submarinos existentes carecen de la habilidad de los buzos humanos; no pueden recolectar muestras con delicadeza y son difíciles de maniobrar a menos que esté familiarizado con sus joysticks. Es casi más fácil romper artefactos con submarinos que recogerlos. Carey dice que OceanOne es más como una sirena robotizada, con manos y cara de humanos, pero una cola con baterías y propulsores.

“Mientras que un buceador humano se ve limitado por cosas molestas como el aire y la presión cuando realiza investigaciones o excavaciones submarinas, un robot puede permanecer bajo el agua por mucho más tiempo, recolectando muestras en entornos submarinos hostiles”, escribe Mary Beth Griggs de Popular Science.

Informa que los científicos pueden sentir exactamente lo que está haciendo el robot, lo que significa que pueden entender si tiene el agarre correcto en un artefacto o si está luchando para manejar elementos. Los científicos sienten que están en una inmersión y sosteniendo objetos, incluso cuando están a cientos de pies por encima del naufragio.

Robo-Fish Protege los puertos marítimos y comprueba la infraestructura

Los humanoides no son los únicos robots creados para la exploración submarina. Los animales robot están ayudando a los humanos a proteger los puertos ocupados y atrapar a los criminales. Por ejemplo, Boston Engineering desarrolló un BIOSwimmer, un robot con forma de atún que actúa como un pez real y se mezcla con la vida marina mientras explora puertos, muelles y embarcaciones.

Este robo-atún puede nadar hasta 46 mph y se utiliza para detectar mercancías de contrabando, a menudo almacenadas en los cascos de los barcos. estadounidense. La Guardia Costera y la Aduana y la Protección de Fronteras sabrían exactamente qué barcos registrar y dónde. El robo-atún puede estar armado con dispositivos explosivos utilizados para prevenir ataques terroristas o amenazas militares submarinas.

Muchos desarrolladores utilizan robots en forma de pez para realizar investigaciones. El equipo de Envirotech informó sobre otro robo-pez destinado a combatir la contaminación del agua. Los sensores químicos detectan la contaminación y envían la información a los investigadores. En lugar de que los humanos recolecten cientos de muestras, los peces robo pueden hacer miles de registros y pintar una mejor imagen de la salud del agua.

Robots curiosos Exploran Nuevas Formas de Vida o Interesantes Características Oceánicas

Una de las diferencias fundamentales entre robots y humanos es la curiosidad. Un robot podría revisar muestras de agua o ciertas poblaciones de animales, pero los humanos notarían un nuevo organismo extraño o explorarían fuera de sus tareas laborales. Esto está empezando a cambiar.

Uno de los equipos de investigación de la Institución Oceanográfica Woods Hole ha comenzado a usar robots “curiosos” que bucean con investigadores y toman fotos de cosas que encuentran interesantes. Un robot devolvió fotos que parecían pelusa roja en una zona de bajo oxígeno, lo que llevó a los investigadores a enviar al robot de vuelta para obtener más información. Los científicos descubrieron que eran un enjambre de cangrejos, algo que los humanos podrían haber pasado por alto sin ayuda robótica.

A medida que los robots se vuelvan más libres de pensamiento y capaces de explorar anomalías curiosas, los investigadores podrán enviarlos a misiones más remotas. Por ejemplo, el Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterrey tiene una flota de robots no tripulados que nunca se cansan y sobreviven a las mordeduras de tiburones mientras vagan por los mares recopilando datos.

Junto con puntos de datos de seguimiento como salinidad, temperatura y niveles de oxígeno, estos drones también mapean el fondo del océano a medida que viajan.

Los buques de investigación autónomos Pueden Recopilar Datos Durante Todo el Año

Junto con robots de investigación autónomos a pequeña escala, los desarrolladores de investigación están trabajando para crear barcos autónomos para recopilar datos y enviarlos de vuelta a los investigadores. El Buque de Investigación Autónomo Mayflower es solo un ejemplo de esto. Desarrollado en el Reino Unido, está previsto que el buque se lance en 2020 como el primer buque autónomo de energía limpia del mundo.

De la misma manera que los buceadores humanos están limitados, los humanos en los buques de investigación crean su propio conjunto de restricciones:

• Ocupan espacio con ropa de cama, cocinas y baños.
• Limitan lo que se puede estudiar en función del enfoque de la investigación.
• Están limitados en cuanto al tiempo que pueden permanecer en un barco antes de que necesiten regresar a su organización y a sus familias.

Con una nave autónoma, se pueden recopilar constantemente puntos de datos ilimitados y compartirlos con investigadores de todo el mundo.

” Si bien los avances en la tecnología han impulsado el transporte terrestre y aéreo a nuevos niveles de autonomía inteligente, ha sido una historia diferente en el mar”, dice Brett Phaneuf, director general de MSubs, en Shuttleworth Design, un fabricante de yates a motor que trabaja en asociación con MSubs y la Universidad de Plymouth.

“Si podemos poner un rover en Marte y hacer que realice investigaciones de forma autónoma, ¿por qué no podemos navegar en una embarcación no tripulada a través del Océano Atlántico y, en última instancia, alrededor del mundo?”

Plancton robótico que imita la Vida Oceánica

Investigadores de la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego desarrollaron robots submarinos que actúan como plancton. El objetivo era simular los movimientos del plancton en el laboratorio para comprender mejor las corrientes oceánicas (y cómo el plancton es empujado) junto con el comportamiento de estos fascinantes organismos.

El Instituto Scripps desplegó un enjambre de 16 robots del tamaño de un pomelo en el océano con el objetivo de rastrear cómo se mueven y reaccionan entre sí.

“Ahora que se han construido y probado, estos sensores enjambre se pueden usar para todo tipo de usos”, escribe la escritora científica Amina Khan del LA Times. “Desde el monitoreo de derrames de petróleo y mareas rojas hasta la exploración del comportamiento de otras criaturas marinas, por ejemplo, escuchando los llamados de las ballenas, o rastreando animales que comienzan como larvas en las costas o cerca de ellas y cuyos complejos ciclos de vida los obligan a moverse a través del océano de maneras que los investigadores aún no entienden completamente.”

La Energía de las Olas Ofrece Fuentes de Energía Limpias y Disponibles

Alrededor del 70 por ciento del mundo está cubierto por agua. Si pudiéramos encontrar una manera de aprovechar la energía de las olas, nuestra dependencia general de los combustibles fósiles y otros recursos perjudiciales para el medio ambiente disminuiría significativamente.

El equipo de Liquid Robotics ha desarrollado recientemente el Planeador de olas, que parece una especie de tabla de remo o balsa. Este robot utiliza energía en la superficie del océano y paneles solares para alimentar su hélice y sistema de propulsión. Es móvil y puede navegar por las condiciones del océano, incluidos huracanes, corrientes altas y calmas.

Esta balsa es otro ejemplo de embarcación de investigación autónoma a pequeña escala. Los sensores recopilan datos sobre diversos factores oceánicos y los envían a los científicos para que comprendan mejor las condiciones y la información de los océanos.

El planeador de olas no es la única herramienta que utiliza principalmente la potencia de las olas. Madeleine Cuff, editora adjunta de Business Green, escribe que las startups quieren desarrollar corales artificiales que puedan cosechar olas oceánicas mientras rompen olas potencialmente destructivas.

“Convencer a las comunidades insulares y costeras de que se arriesguen a pilotar una nueva y costosa tecnología de energía marina, especialmente cuando la energía solar se puede implementar a costos cada vez menores, es una tarea difícil”, dice. “Pero con el beneficio conjunto de la protección costera, empieza a tener sentido.”

Teniendo en cuenta que las corrientes oceánicas tienen una densidad de energía 800 veces mayor que la eólica, el potencial para aprovechar la energía de las olas, ya sea para alimentar robots de investigación o ayudar al medio ambiente, es enorme.

La Tecnología de acuicultura Alimenta a las Poblaciones Sin Drenar los Mares

Muchos investigadores ambientales están preocupados por alimentar a las poblaciones futuras de manera sostenible, lo que ha llevado al desarrollo de la acuicultura. Según Brian Wang en Next Big Future, los investigadores de la UCLA estiman que hay más de 11 millones de kilómetros cuadrados en todo el mundo adecuados para la acuicultura de peces o bivalvos. Si cada pie cuadrado de esta superficie se desarrollara para granjas de peces, el mundo podría producir 15 mil millones de toneladas de pescado al año, más de 100 veces el consumo mundial actual de mariscos.

Naturalmente, esto es poco probable porque no cada centímetro del océano se puede convertir en una granja acuática. Sin embargo, si incluso el tres por ciento se utiliza para la cría de peces, podría ayudar a sobrevivir a las comunidades que dependen de los océanos.

El auge de la acuicultura ha llamado la atención de expertos en tecnología, así como de biólogos. Kampachi Farms está trabajando para llevar la acuicultura más lejos de la costa y la agricultura en mar abierto, lo que la hace más segura para los seres humanos y las poblaciones de peces locales.

La organización desarrolló el Velella Beta, un aquapod de 132 metros cúbicos conectado a una goleta de 65 pies. Mientras que el aquapod podría parecerse a su hijo geometría del proyecto con los peces flotando en él, los resultados son prometedores. Después de la primera prueba, hubo una tasa de supervivencia del 98 por ciento con los peces alcanzando la madurez en aproximadamente la mitad del tiempo esperado.

La mayoría de los investigadores marinos y expertos en robótica creen que estamos en la punta del uso robótico en el océano. En los próximos años, el uso de la tecnología robótica revolucionará lo que sabemos sobre los ecosistemas submarinos y ayudará a los ambientalistas a proteger a los organismos que viven allí.