25 июля 2024 БКС Экспресс
Мировой океан таит в себе много загадок, и большая часть его дна, как заявляют сами исследователи, так и не изучена. Может, мы найдем больше ответов благодаря развитию технологий? По крайней мере, уже не одно десятилетие исследовать глубины помогают роботы.
Рассказываем, что они делают и куда удалось продвинуться.
Подводные роботы бывают телеуправляемыми и автономными. Телеуправляемые роботы (ТНПА, или ROV) управляются операторами благодаря специальному кабелю, который передает им изображения. Автономные (АНПА, или AUV) работают без помощи человека, поскольку запрограммированы заранее или управляются искусственным интеллектом (ИИ). На дне они собирают данные, а передают их, оказавшись на суше. Роботов, способных опуститься ниже 6 тыс. метров, называют глубоководными.
Вулканы, «Титаник» и подводные помощники
Одной из ведущих мировых независимых организаций, занимающихся исследованиями океана, является Океанографический институт Вудс-Хол (Woods Hole Oceanographic Institution, WHOI). Специалистам помогают 9 роботов, которые способны погружаться на разные глубины и собирать данные для дальнейшего изучения, среди них:
• «Алвин», введенный в эксплуатацию еще в 1964 г. как один из первых в мире глубоководных аппаратов. Он совершил более 4,5 тыс. погружений. Максимальная глубина, где доводилось бывать «Алвину», составляет 4,5 тыс. м, а погружение длится примерно 6–10 часов.
Именно «Алвин» выявил существование «черных курильщиков» (гидротермальных источников срединно-океанических хребтов) вокруг Галапагосских островов, а еще он участвовал в исследовании обломков «Титаника» в 80-х гг.
• «Нерей» был разработан для изучения Бездны Челленджера — самой глубокой точки Мирового океана, расположенной в Марианской впадине.
В ходе погружения в 2009 г. робот опустился на 10,9 тыс. м, став самым глубоководным аппаратом в мире, находившимся в эксплуатации на тот момент. Чтобы достичь этой точки, «Нерей» должен был выдержать давление, в тысячу раз превышающее атмосферное на поверхности Земли. Роботу удалось собрать образцы жидкостей и горных пород.
«Нерей» был утерян при погружении в тихоокеанский желоб Кермадек в 2014 г., предположительно, из-за экстремального давления.
• «Джейсон» позволяет ученым иметь круглосуточный доступ к морскому дну, часто в течение нескольких дней подряд. Робот способен погрузиться на глубину 6,5 тыс. м.
В 2009 г. с помощью «Джейсона» океанографы записали первое видео и сделали первые снимки глубоководного вулкана, активно извергающего расплавленную лаву на морское дно.
Кроме того, WHOI использует для различных целей роботов REMUS, «Арго» и других.
Работа на Севере, подводная зарядка — российские разработки
• Ученые Института океанологии РАН представили робота «Винчи», исследующего океанские глубины. Его главная особенность — автономность, поскольку робот может самостоятельно собирать информацию в течение длительного времени — до полугода. Когда «Винчи» проведет все замеры, то сам всплывет на поверхность, чтобы передать информацию по спутниковому сигналу. Его предшественнику это не удавалось: он копил данные на бортовом устройстве.
• В прошлом году в арктических морях были испытаны два российских робота — «Полярник» и «Лемминг». Оба успешно справились с холодными температурами.
После каждого погружения роботов, увидевших крабов, актиний и других морских обитателей, промывали от большого количества соли. Во время испытаний появилась идея сделать так, чтобы телеуправляемые «Полярник» и «Лемминг» могли не только плавать под водой, но и ездить по дну.
• Помимо техники, которая исследует само дно, важную роль играют роботы-помощники.
Так, астраханские ученые разработали подводный комплекс «Прометей» — легко маневрирующий аппарат, который будет осматривать подводные сооружения. Работа «робота-водолаза» заключается в том, чтобы собрать видеоданные о состоянии объекта. Распознать образы на получившейся картинке оператору поможет встроенная в «Прометей» функция цветокоррекции. По подсчетам создателей, погружение робота позволит компаниям, проводящим мониторинг сооружений, решать задачи на 53% быстрее и на 45% дешевле человеческого труда.
Подзарядиться роботам прямо под водой и без проводов поможет разработка специалистов Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра РАН. Систему можно будет применять для аппаратов, которые используются при геологоразведке, мониторинге водных объектов и другом. Это позволит создать подводную автоматизированную зарядную станцию для роботов, чтобы не поднимать каждого на сушу и не менять батареи вручную.
Глубокое ИИ
Как ИИ помогает изучать глубины? Одно из главных достижений новых технологий — возможность сделать роботов более самостоятельными.
Так, в 2020 г. появилась автономная исследовательская подводная лодка, которая может самостоятельно погружаться на дно океана и собирать те данные, которые будут интересны исследователям, удаляя то, что им уже известно. Эта технология — разработка компаний Spectrum Offshore и Rovco. Роботы с ИИ помогают ученым анализировать данные, не выходя в море.
Ученые WHOI также разрабатывают роботов на основе ИИ, например, они создали CUREE — аппарат размером с чемодан, который обучен распознавать подводных жителей. Когда робот видит представителей фауны, то начинает самостоятельно следить за ними. Идея ученых заключается в том, чтобы погрузить на дно так много роботов, чтобы досконально изучить рифы и другие подводные экосистемы.
Роботы на основе ИИ могут быть полезными для изучения мест с суровыми условиями — например, морского льда, подводных вулканов и глубин с высоким давлением, что опасно для людей. Так, во время исследовательской экспедиции на греческий остров Санторини подводный робот WHOI изучил подводный вулкан Колумбо сам: он принял решение, какие области исследовать, а какие — нет, и взял образцы микробов.
К 2032 г. объем рынка подводной робототехники достигнет $11,1 млрд, по прогнозам IMARC Group, а среднегодовой темп роста (CAGR) составит 10,8% в период 2024–2032 гг.. Российские специалисты считают, что через 30–50 лет Мировой океан станет одним из основных источников минерального сырья на планете, поэтому спрос на подводных роботов будет расти.
Рассказываем, что они делают и куда удалось продвинуться.
Подводные роботы бывают телеуправляемыми и автономными. Телеуправляемые роботы (ТНПА, или ROV) управляются операторами благодаря специальному кабелю, который передает им изображения. Автономные (АНПА, или AUV) работают без помощи человека, поскольку запрограммированы заранее или управляются искусственным интеллектом (ИИ). На дне они собирают данные, а передают их, оказавшись на суше. Роботов, способных опуститься ниже 6 тыс. метров, называют глубоководными.
Вулканы, «Титаник» и подводные помощники
Одной из ведущих мировых независимых организаций, занимающихся исследованиями океана, является Океанографический институт Вудс-Хол (Woods Hole Oceanographic Institution, WHOI). Специалистам помогают 9 роботов, которые способны погружаться на разные глубины и собирать данные для дальнейшего изучения, среди них:
• «Алвин», введенный в эксплуатацию еще в 1964 г. как один из первых в мире глубоководных аппаратов. Он совершил более 4,5 тыс. погружений. Максимальная глубина, где доводилось бывать «Алвину», составляет 4,5 тыс. м, а погружение длится примерно 6–10 часов.
Именно «Алвин» выявил существование «черных курильщиков» (гидротермальных источников срединно-океанических хребтов) вокруг Галапагосских островов, а еще он участвовал в исследовании обломков «Титаника» в 80-х гг.
• «Нерей» был разработан для изучения Бездны Челленджера — самой глубокой точки Мирового океана, расположенной в Марианской впадине.
В ходе погружения в 2009 г. робот опустился на 10,9 тыс. м, став самым глубоководным аппаратом в мире, находившимся в эксплуатации на тот момент. Чтобы достичь этой точки, «Нерей» должен был выдержать давление, в тысячу раз превышающее атмосферное на поверхности Земли. Роботу удалось собрать образцы жидкостей и горных пород.
«Нерей» был утерян при погружении в тихоокеанский желоб Кермадек в 2014 г., предположительно, из-за экстремального давления.
• «Джейсон» позволяет ученым иметь круглосуточный доступ к морскому дну, часто в течение нескольких дней подряд. Робот способен погрузиться на глубину 6,5 тыс. м.
В 2009 г. с помощью «Джейсона» океанографы записали первое видео и сделали первые снимки глубоководного вулкана, активно извергающего расплавленную лаву на морское дно.
Кроме того, WHOI использует для различных целей роботов REMUS, «Арго» и других.
Работа на Севере, подводная зарядка — российские разработки
• Ученые Института океанологии РАН представили робота «Винчи», исследующего океанские глубины. Его главная особенность — автономность, поскольку робот может самостоятельно собирать информацию в течение длительного времени — до полугода. Когда «Винчи» проведет все замеры, то сам всплывет на поверхность, чтобы передать информацию по спутниковому сигналу. Его предшественнику это не удавалось: он копил данные на бортовом устройстве.
• В прошлом году в арктических морях были испытаны два российских робота — «Полярник» и «Лемминг». Оба успешно справились с холодными температурами.
После каждого погружения роботов, увидевших крабов, актиний и других морских обитателей, промывали от большого количества соли. Во время испытаний появилась идея сделать так, чтобы телеуправляемые «Полярник» и «Лемминг» могли не только плавать под водой, но и ездить по дну.
• Помимо техники, которая исследует само дно, важную роль играют роботы-помощники.
Так, астраханские ученые разработали подводный комплекс «Прометей» — легко маневрирующий аппарат, который будет осматривать подводные сооружения. Работа «робота-водолаза» заключается в том, чтобы собрать видеоданные о состоянии объекта. Распознать образы на получившейся картинке оператору поможет встроенная в «Прометей» функция цветокоррекции. По подсчетам создателей, погружение робота позволит компаниям, проводящим мониторинг сооружений, решать задачи на 53% быстрее и на 45% дешевле человеческого труда.
Подзарядиться роботам прямо под водой и без проводов поможет разработка специалистов Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра РАН. Систему можно будет применять для аппаратов, которые используются при геологоразведке, мониторинге водных объектов и другом. Это позволит создать подводную автоматизированную зарядную станцию для роботов, чтобы не поднимать каждого на сушу и не менять батареи вручную.
Глубокое ИИ
Как ИИ помогает изучать глубины? Одно из главных достижений новых технологий — возможность сделать роботов более самостоятельными.
Так, в 2020 г. появилась автономная исследовательская подводная лодка, которая может самостоятельно погружаться на дно океана и собирать те данные, которые будут интересны исследователям, удаляя то, что им уже известно. Эта технология — разработка компаний Spectrum Offshore и Rovco. Роботы с ИИ помогают ученым анализировать данные, не выходя в море.
Ученые WHOI также разрабатывают роботов на основе ИИ, например, они создали CUREE — аппарат размером с чемодан, который обучен распознавать подводных жителей. Когда робот видит представителей фауны, то начинает самостоятельно следить за ними. Идея ученых заключается в том, чтобы погрузить на дно так много роботов, чтобы досконально изучить рифы и другие подводные экосистемы.
Роботы на основе ИИ могут быть полезными для изучения мест с суровыми условиями — например, морского льда, подводных вулканов и глубин с высоким давлением, что опасно для людей. Так, во время исследовательской экспедиции на греческий остров Санторини подводный робот WHOI изучил подводный вулкан Колумбо сам: он принял решение, какие области исследовать, а какие — нет, и взял образцы микробов.
К 2032 г. объем рынка подводной робототехники достигнет $11,1 млрд, по прогнозам IMARC Group, а среднегодовой темп роста (CAGR) составит 10,8% в период 2024–2032 гг.. Российские специалисты считают, что через 30–50 лет Мировой океан станет одним из основных источников минерального сырья на планете, поэтому спрос на подводных роботов будет расти.
Не является индивидуальной инвестиционной рекомендацией | При копировании ссылка обязательна | Нашли ошибку - выделить и нажать Ctrl+Enter | Жалоба