Kluczowe dania na wynos
- Naukowcy pracują nad nowymi autonomicznymi pojazdami podwodnymi, aby badać zmiany w oceanach.
- Profesor MIT wykorzystuje zaawansowane techniki komputerowe do opracowywania płetw dla robotów podwodnych.
- Dane gromadzone przez podwodne roboty mogą ulepszyć modele zmian klimatu.
Nowa generacja autonomicznych pojazdów podwodnych (AUV) może zrewolucjonizować badania podwodne i rzucić światło na ocieplenie oceanu.
Niektóre nowe pojazdy podwodne, takie jak projekt Mare-IT, są przeznaczone do celów przemysłowych, takich jak inspekcja platform wiertniczych lub turbin wiatrowych. Dwuramienny robot podwodny opracowany w ramach projektu jest używany do złożonych zadań inspekcyjnych i konserwacyjnych. Ale naukowcy twierdzą, że pilniejsza potrzeba badań naukowych.
„Musimy mierzyć ilość ciepła pochłanianego przez ocean i atmosferę każdego roku” – powiedział Lifewire Hugh Roarty, inżynier oceanów z Rutgers University i członek IEEE. „Pomoże to zapewnić wskazówki dotyczące modeli klimatycznych, których używamy do podejmowania decyzji i kształtowania polityki”.
Podwodne drony
Projekt Mare-IT ilustruje, jak pojazdy podwodne stają się coraz bardziej robotami.
Statek Mątwy wyprodukowany przez Mare-IT ma dwa głębokowodne systemy chwytające przymocowane do jego brzusznej strony, aby manipulować przedmiotami pod wodą. Dzięki specjalnej konstrukcji i sterowaniu w oparciu o sztuczną inteligencję może zmienić środek ciężkości i wyporu podczas nurkowania oraz przyjąć i utrzymać dowolną orientację.
Inżynierowie oceaniczni wykorzystują również postępy w informatyce do tworzenia elastycznych i zmieniających kształt płetw rybnych do zastosowania w podwodnej robotyce. Profesor MIT Wim van Rees i jego zespół wykorzystują metody symulacji numerycznych do badania projektów urządzeń podwodnych, które charakteryzują się zwiększonym stopniem swobody, takich jak rybie płetwy.
„Ryby mają skomplikowaną wewnętrzną muskulaturę, aby dostosować precyzyjny kształt ich ciała i płetw”, powiedział van Rees w komunikacie prasowym. „Pozwala im to napędzać się na wiele różnych sposobów, znacznie wykraczających poza to, co każdy pojazd stworzony przez człowieka może zrobić pod względem zwrotności, zwinności lub adaptacyjności”.
Techniki zapoczątkowane przez van Reesa mogą doprowadzić do powstania nowych typów UAV. Lepsze autonomiczne platformy i pojazdy mogą umożliwić naukowcom dokonywanie pomiarów, które są zbyt kosztowne dla statków badawczych, powiedział Roarty.
Oczy na głębin
Zdobycie lepszego obrazu tego, co znajduje się pod wodą, może pomóc nam zrozumieć, co dzieje się z resztą planety. Ocean pokrywa 70 procent powierzchni Ziemi, ale jak dotąd tylko 20 procent powierzchni zostało zmapowanych, Graeme Rae, dyrektor generalny firmy zajmującej się badaniami oceanów Hyperkelp, powiedział Lifewire w wywiadzie e-mailowym.
„Jednak mapowanie powierzchni nie mówi nam, co tam żyje i jakie są warunki, a także z ogromną liczbą nieznanych gatunków żyjących w oceanach” – dodał. „Musimy zrozumieć, w jaki sposób żyją razem i współdziałają ze sobą oraz jak wpływają na nie zmiany klimatyczne”.
Aby skutecznie badać ocean, naukowcy potrzebują pomiarów in-situ za pomocą kamer i ludzi na pokładzie łodzi podwodnych. Obecnie na świecie jest tylko około 10 pojazdów z załogą zdolnych do przeprowadzenia tak intensywnych badań, powiedział Rae.
„Wyobraź sobie, że próbujesz zrozumieć pogodę, florę i faunę całych Stanów Zjednoczonych, lądując Cessną w jednym miejscu, pozostając na kilka godzin, robiąc kilka zdjęć i pomiarów, a następnie odchodząc” – powiedział. „Tak wyglądają misje z załogą na dno morskie.”
Firma Rae HyperKelp pracuje nad systemem monitorowania wód lodowcowych pochodzących z Grenlandii. Naukowcy potrzebują czujników, które mogą pozostać na stacji i mierzyć profile zasolenia i temperatury na wielu głębokościach, aby uzyskać wyraźny obraz tego, jak szybko topnieją lodowce, powiedział Rae. Pomiary mogą dać lepsze szacunki globalnego wzrostu poziomu morza.
„Naszym podejściem jest bycie trwałym pomiarem opartym na bojach, który może mierzyć i raportować w okresach miesięcy, a nawet lat w tym samym miejscu”, powiedział Rae.
Podwodne roboty mogą nawet znaleźć nowe źródła pożywienia, Terry Tamminen, dyrektor generalny AltaSea, powiedział Lifewire w wywiadzie e-mailowym. Jego organizacja non-profit współpracuje przy innowacyjnych, zaawansowanych technologicznie łodziach podwodnych.
„Wodorosty mogą stać się nowymi zrównoważonymi źródłami żywności, paliw, energii, farmaceutyków, materiałów przemysłowych i wspaniałym magazynem węgla” – powiedział.
