onderzoek

Voor het land zullen we zelfrijdende auto's hebben. En voor de zeeën?

Drones. Zelfrijdende auto's. Vliegende robotaxi. Als je de krantenkoppen van de laatste jaren in de toekomst gelooft, zal grondtransport de robotstadium en -apparaten vervangen, wat praktisch geen menselijk ingrijpen vereist, nou, behalve misschien om de applicatie te downloaden. Maar hoe zit het met de resterende 70% van het oppervlak van onze planeet - het deel dat bedekt is met water? Natuurlijk zijn er al onderwater-drones die video kunnen opnemen in 4K voor de volgende BBC-documentaire. Op afstand bestuurbare voertuigen (ROV's) kunnen duizenden meters afleggen om openingen in de zee te verkennen of industriële infrastructuur te repareren.

De meeste robots echter welVandaag de dag, op of onder water, is nog steeds sterk afhankelijk van de menselijke factor. En dat is begrijpelijk, gezien de ongestructureerde omgeving van de zeeën en de zwakke communicatiemogelijkheden voor alles wat onder de golven door beweegt. Autonome onderwatervoertuigen (AUV) zijn tegenwoordig waarschijnlijk de machines die het dichtst bij slimme oceanen liggen, maar vaker volgen ze voorgeprogrammeerde instructies.

De nieuwe generatie watervogelrobots verovertde zeeën - en met kunstmatige intelligentie, machine vision, geavanceerde sensoren en andere technologieën - zijn klaar om in de diepte te duiken. Laten we eens kijken wat de ingenieurs ons hebben voorbereid.

Marine transformator

Nick Radford, technisch directeur HoustonMechatronics Inc. (HMI), aarzelt om het woord "autonomie" te zeggen, sprekend over de beste creatie van zijn startup - Aquanaut. Hij geeft de voorkeur aan de term "totale controle".

Aquanaut lijkt uit het filmscherm te komen"Transformers". De onderwaterrobot begint elke missie in de vorm van een onderzeeër die autonoom tot 200 kilometer op de batterij kan reizen, afhankelijk van de bestemming.

</ p>

Wanneer Aquanaut zijn bestemming bereikt -de olie- en gasindustrie staat voor het eerst in de rij van die welke de HMI wil veranderen - de vier speciaal ontworpen en gebouwde lineaire actuators gaan aan de slag. Aquanaut vouwt zich in een robot met een hoofd, bovenlichaam en twee manipulators, terwijl hij drijvend blijft.

Het moment van verlichting, toen de ingenieur begreep hoe een onderzeeër in een robot te veranderen, ontstond op de dag dat de tafel op het bureau lag. Het antwoord leek opeens overduidelijk.

"We gaan gewoon een grote, gigantische onderwaterklaptafel bouwen", zegt Radford.

De hardware was niet het enige probleemeen team van veteraan NASA-robotica zoals Redford dat ze hadden moeten oplossen. Om dure ondersteuningsschepen en grote teams van mensen die nodig waren om traditionele ROV's te beheren, kwijt te raken, moest Aquanaut zijn omgeving tot in het kleinste detail kunnen waarnemen en deze informatie terugsturen naar het hoofdkantoor met behulp van een onderwater akoestisch communicatiesysteem dat bestond nog voordat hij verbinding met internet maakte. telefoonlijn.

Om het probleem van lage bandbreedte op te lossencapaciteiten, HMI uitgerust Aquanaut met een computer vision-systeem bestaande uit akoestische, optische en laser-sensoren. Al deze compacte gegevens worden gecomprimeerd met behulp van eigen HMI-technologie en verzonden naar een enkele menselijke operator, die Aquanaut bestuurt met een gewone computermuis. Zelfs een joystick is vereist.

"Ik ken niemand die dit niveau van autonomie in het omgaan met het milieu heeft bereikt", zegt Radford.

Eerder dit jaar ontving HMI 20 miljoendollars van Transocean, een van 's werelds grootste offshore drilling contractors. Dat zou voldoende moeten zijn om het prototype Aquanaut te voltooien, dat volgens Redford voor 99,8% gereed is. Luid demonstraties zijn al gepland voor het begin van het volgende jaar en de commerciële inzet is gepland voor 2020.

"Wat ons een ongelooflijk voordeel oplevert, is dat we zijn geboren en opgegroeid om robotsystemen voor afgelegen locaties te maken", zegt Radford. "Dit is mijn leven, ik heb er een gok op wagen."

Op cruisecontrole

Ondertussen probeert een startup uit Boston op te lossenhet probleem van het waarborgen van de autonomie van schepen op zee. Sea Machines ontving ongeveer $ 12,5 miljoen aan investeringen, Toyota AI stond op de lijst van investeerders.

Sea Machines zoekt inspiratie in de industrie.autonome auto's, de ontwikkeling van de zogenaamde "ship intelligence" -systemen, die kunnen worden gebruikt om bestaande commerciële schepen of pas gebouwde arbeidersschepen aan te passen.

</ p>

Begin dit jaar kondigde een startup de conclusie aangaat samen met Maersk, 's werelds grootste containerrederij, om een ​​kunstmatige intelligentie, een computervisiesysteem en LiDAR in te zetten op een nieuw Deens bedrijfcontainerschip. De technologie werkt op dezelfde manier als geavanceerde hulpsystemen voor bestuurders die in auto's zijn geïnstalleerd om gevaren te voorkomen. Proof of concept zal de basis leggen voor een toekomstig autonoom botsingsvermijdingssysteem.

Niet alleen startups proberen autonoom te creërennavigatiesystemen. Radford merkte op dat Rolls Royce toonaangevend is in de ontwikkeling van autonome schepen. Zijn Intelligence Awareness-systeem maakt gebruik van bijna alle soorten spraakmakende moderne technologieën: neurale netwerken, augmented reality, virtual reality en LiDAR.

In de augmented reality-modus, bijvoorbeeld, liveDe videostream van de sensoren van het schip kan tegelijkertijd statische en bewegende objecten detecteren, die over de scène heen liggen met informatie over de soorten schepen in het gebied, evenals de afstand tot de scène, koers en andere gegevens.

Terwijl veiligheid primair isde motivatie voor scheepsautomatisering - meer dan 1.100 schepen zijn in de afgelopen tien jaar verloren gegaan - deze nieuwe technologieën kunnen schepen efficiënter en goedkoper maken om te bedienen.

Zeeenjacht ontmoet wetenschap

Mariene robots kunnen een belangrijke rol spelen inde zeeën redden van milieugevaren. In het bijzonder, van een dergelijke bedreiging als een koraalduivel. Volgens het Ocean Support Fund groeit de populatie van deze giftige endemische vis snel, omdat de vis nieuwe habitats vindt en dertig keer meer eet dan hij in de maag past. Het vermindert snel de populatie jonge rifvissen. Wetenschappers en ingenieurs ontwikkelen autonome robots om een ​​invasieve roofdier te vernietigen.

In het Worcester Polytechnic Institute, bijvoorbeeld,Studenten bouwen robots met speren die machine learning en computervisie gebruiken om de koraalduivel van andere waterdieren te onderscheiden. Studenten hebben algoritmen geleerd over duizenden verschillende afbeeldingen van gevleugelde dieren. Het resultaat was een moordmachine voor moord, met een nauwkeurigheid van meer dan 95%.

Een nieuwe golf van slimme, onafhankelijke robots duikt,zwemt en reist door de oceaan en zijn diepste diepten. Deze autonome systemen zijn niet noodzakelijkerwijs ontworpen om mensen te vervangen, maar om veilig naar zee te kunnen gaan waar we niet eerder konden, of om de veiligheid op zee te vergroten. Misschien zullen deze innovaties robots inspireren die ooit diep in de diepzee van planeten ver van de aarde zullen duiken.

Geloof het? Vertel het in onze chatten in Telegram.