Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) säger att deras undervattensrobot just har avslutat den första automatiserade undervattensprovtagningen någonsin. Roboten heter Nereid Under Ice (NEI) och den samlade in provet i Grekland. WHOI utvecklar Nereid i samarbete med NASA:s Planetary Science and Technology from Analog Research (PSTAR) program.
NUI är lite mindre än en smart bil och väger cirka 1800 kg (3960 lbs.) och den gör ett viktigt vetenskapligt arbete här på jorden. I förra månadens uppdrag samlade den ett prov från Colombo vulkan , en aktiv undervattensvulkan nära Greklands ön Santorini. En del av kraterbotten är ett fält av hydrotermiska ventiler täckta med en tjock bakteriematta. Provet NUI som samlas in kommer att användas för att studera mikrobiellt liv.
'Ett av våra mål var att kasta ut joysticken, och vi kunde göra just det.'
Rich Camilli, WHOI associerad forskare, utvecklingsledare för automationsteknologi
NUI:s utveckling härrör från kraven från framtida uppdrag till några av månarna i vårt solsystem, som Europa och Ganymedes, som har hav under ytan. Att utforska dessa världar kommer att kräva en ny typ av robot som kan arbeta autonomt under vattnet, snarare än att ströva runt på ytan.
Rich Camilli är en associerad forskare vid WHOI som leder utvecklingen av automationsteknik som en del av NASA:s Planetary Science and Technology från Analog Research (PSTAR) tvärvetenskapligt forskningsprogram. I en pressmeddelande , sa Camilli, 'För ett fordon att ta ett prov utan att en pilot körde var det ett stort steg framåt. Ett av våra mål var att kasta ut joysticken, och vi kunde göra just det.”
Nereid Under Ice samlar ett prov med sin sugslang. Bildkredit: Woods Hole Oceanographic Institute.
Med tillkomsten av självkörande bilar börjar vi vänja oss vid tanken på automatiserade fordon. Men undervattensmiljön är mycket annorlunda – och mycket farligare – än en asfalterad väg. Att utveckla en tillräckligt robust artificiell intelligens för den miljön är en utmaning. Camilli var en del av ett internationellt team av forskare som studerade livet i Kolombo, en hård, kemiskt rik miljö. Men Camilli var också där för att lära sig mer om hur autonoma robotar kan utforska undervattensmiljöer.
NUI:s artificiella intelligens inkluderar en programvaruplanerare som heter 'Spock'. Spock tillåter NUI att inte bara ta prover självständigt, utan också att välja de bästa platserna för dessa prover. På en avlägsen måne, i ett hav under ytan, kommer denna typ av sofistikerad avancerad AI att vara nödvändig.
'Om vi har denna storslagna vision att skicka robotar till platser som Europa och Enceladus, kommer de i slutändan att behöva arbeta självständigt så här och utan hjälp av en pilot.'
Gideon Billings, University of Michigan
Gideon Billings är en gäststudent från University of Michigan vars avhandlingsforskning fokuserar på automatiserade teknologier. Billings kod användes för att samla in detta allra första prov. Han utfärdade ett enda kommando till NUI:s autonoma manipulator, och NUI gjorde resten. Inom ett ögonblick sträckte NUI ut sin robotarm och använde sin slurpslangprovtagare för att suga upp lite material.
Billings förstår att varje uppdrag att studera månarnas underjordiska hav som Europa kommer att kräva extremt avancerad, specifik teknik, inklusive sofistikerad AI. 'Om vi har den här storslagna visionen att skicka robotar till platser som Europa och Enceladus [Jupiters och Saturnus månar], kommer de i slutändan att behöva arbeta självständigt så här och utan hjälp av en pilot', säger han.
NUI har varit under utveckling i flera år. Här är den i Arktis 2014. Forskare använde den för att studera det snabbt värmande Arktis. Under dessa operationer fjärrstyrdes den via en fiberoptisk tjuder. Bildkredit: Chris German, Woods Hole Oceanographic Institution
Det kan ta 35 minuter för en radiosignal att nå Jupiter från jorden, så en kommunikation fram och tillbaka tar över en timme. Det är avgörande att prospekteringsrobotar kan 'tänka' själva under perioder, slutföra uppgifter och undvika faror. För att nå dessa mål kommer Billings och andra att fortsätta arbeta med AI. Deras mål är att 'träna' robotar att se som piloter av ROV:er (Remotely Operated Vehicles) med ' blickspårning 'teknik. De vill också bygga ett robust gränssnitt mellan människa och maskin så att forskare kan prata direkt med robotfordonet, utan att behöva en pilot för att översätta kommandon.
Visionen är att en grupp ROV:er som Nereid Under Ice ska arbeta tillsammans.
'Vi kan så småningom se att vi har ett nätverk av kognitiva havsrobotar där det finns en delad intelligens som spänner över en hel flotta, där varje fordon samarbetar som bin i en kupa,' säger Camilli. 'Det kommer att gå långt utöver att tappa joysticken.'
NUI har varit under utveckling i några år. Det har varit testade i Arktis , där den färdades under isen och samlade data om den uppvärmande regionen. NUI kunde färdas längre under isen än något tidigare fordon.
NUI kan resa upp till 40 km (25 miles) i sidled under vattnet, mycket längre än de några hundra fot som är typiska för andra ROV. När den är ansluten med en tunn fiberoptisk kabel kan den överföra högupplöst video tillbaka till sitt moderskepp. Den har en komplett uppsättning akustiska, kemiska och biologiska sensorer och en manipulatorarm med sju funktioner. Den kan dyka ner till ett djup av 2 000 meter (6 500 fot.)
Mer:
- Pressmeddelande: WHOI undervattensrobot tar det första kända automatiserade provet från havet
- WHOI: HROVNereid Under Ice
- Universum idag: Aquatic Rover kör på undersidan av isen i Antarktis