РОБОТИЗИРОВАННЫЙ ПЛАНКТОН M-AUE ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ОКЕАНА

Команда исследователей из Института океанографии Скриппса при университете Калифорнии в Сан-Диего представила проект миниатюрных подводных роботов M-AUE, которые способны подражать движению планктона в океане при различных течениях. Эти устройства помогут ученым узнать больше о жизни океана. Подробнее читайте далее…

Подводные роботы вызывают большой интерес у исследователей со всего мира. В основном, они представляют собой довольно громоздкие конструкции, как робот-исследователь OceanOne из Стендфорда. Но команда из Института океанографии Скриппса при университете Калифорнии в Сан-Диего разработали миниатюрных инновационных подводных роботов для анализа океанических течений и жизни крошечных существ. Эти аппараты помогут ученым объяснить некоторые основные вопросы, связанные с планктоном – наиболее обильной формой жизни в океане, - сообщает Robotics.ua.

Автономные роботы для работы в стае

Джуль Джаффе, исследователь-океанограф, рассказал, что он спроектировал и построил миниатюрных автономных подводных роботов (М-AUE) с целью анализа экологических процессов, происходящих в океане. Когда роботы плавают вверх, вниз или остаются на постоянной глубине, с помощью интегрированных приборов зондирования они измеряют условия жизни океана. Стаи от сотен до тысяч M-AUE могут получать трехмерный вид взаимодействий между морской жизни и океаническими течениями.

Вместе с другим океанографом Питером Фрэнксом Джаффе разместили рой 16 миниатюрных роботов, которые были запрограммированы имитировать поведение планктона, дрейфующего с океаническими течениями.

20 лет назад Фрэнкс опубликовал математическую теорию, предполагающую, что планктон образует плотные участки, когда его движут внутренние волны океана. Чтобы проверить свою теорию, ему нужно было исследовать движение отдельных видов планктона, которые размером меньше, чем рисовое зерно. Это невозможно было с использованием существующих технологий.

В качестве альтернативы ученые разработали роботизированный планктон, способный дрейфовать вместе с океанскими течениями, запрограммированный для перемещения вверх и вниз, регулируя самостоятельно свою плавучесть и имитируя движения планктона. Это является идеальным инструментом для тестирования математической теории Фрэнкса.

Ход исследования роботизированного планктона

Отслеживать отдельные М-AUE довольно сложно, так как GPS не работает под водой. Математические методы использования акустических сигналов для отслеживания подводных транспортных средств, разработанные исследователями в Институте Qualcomm в Сан-Диего и факультета компьютерных наук и инженерии UC, оказались одними из важнейших компонентов проекта.

Исследователи Скриппса проводили 5-часовой эксперимент для развертывания роя 16 M-AUE (диаметр роя 300-м), которые были запрограммированы находиться на глубине 10 м в океане у берегов Торри Пайнс, Калифорния.

M-AUE были в состоянии постоянно регулировать свою плавучесть, чтобы перемещаться по вертикали против течения, образованного внутренними волнами. Информация о месте, к которому роботизированный рой перемещался под поверхностью океана, передавалась в виде трехмерных изображений каждые 12 секунд.

Результаты анализа были почти идентичными прогнозам Фрэнкса. Когда внутренние волны проходили через рой роботов, данные с местоположения M-AUE показывали наличие плотного слоя планктона вокруг роботов.

С помощью эксперимента исследователи смогли подтвердить использование физической динамики океана (внутренние волны) с помощью свободно плавающего планктона, тем самым увеличивая их концентрацию и кластеризацию в стаи для удовлетворения основных потребностей их жизненного цикла.

«Этот подход открывает для нас целый новый мир в океане», - говорит Джаффе. - «Эта же технология может использоваться для фотографических отображений коралловых месторождений».

По информации robotics.ua, исследователи Скриппса планируют создать больше миниатюрных роботов, чтобы следить за периодом цветения водорослей, анализировать движения личинок между морскими охраняемыми районами, а также помочь в отслеживании разливов нефти.

Источник: robotics.ua