Роботы способны будут изучать подводный мир венеции

Учетные MIT CSAIL создали робота-рыбу для изучения подводного мира

Изучение подводного мира представляет собой одну из наиболее интересных, довольно сложных и значимых задач, которая стоит пред учеными в настоящее время. Для полного понимания того, как рыбы существуют под водой и взаимодействуют с окружающим миром, необходимо наблюдать за ними в максимально естественной среде. Достичь этой «среды» — основная проблема природоведов.

Уже давно для подобных целей используют подводных роботов, но с ними не все так безоблачно, как может показаться на первый взгляд. Деятельность некоторых роботов связана с работой пропеллеров или реактивных двигателей.

Это, конечно же, делает их нахождение под водой довольно шумным, что мешает рыбам в их естественной природной среде и не может обеспечить 100% результат наблюдения. Другие аппараты внешне сильно отличаются от объектов подводного мира и не полностью сливаются с ними. Третьи имеют проблемы в управлении.

Обратите внимание

Кроме того, большая часть подводных роботов устроена таким образом, что должна крепиться к лодке или другому судну. Все это нарушает естественные процессы, которые происходят в воде.

После появления первых в мире мягких роботов, ученые из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL) создали новинку — мягкого робота-рыбу, который сможет самостоятельно плавать под водой и исследовать морские глубины.

Робот был назван SoFi. Внешне он очень похож на рыбу, имеет не слишком большие размеры и вполне походит на живого представителя флоры и фауны. В своей работе SoFi использует приводы для подачи воды внутри камер в хвосте. Благодаря им мягкий робот-рыба может двигаться из стороны в строну, поворачиваться, нырять и погружаться на глубину до 18 метров.

В проводимых учеными исследованиях SoFi находился под водой около 40 минут. Он мог спокойно маневрировать вокруг рифов, плавал рядом с живыми рыбами, при этом не беспокоил их. Рыбы вели себя абсолютно естественно в своей комфортной среде обитания. Именно это чрезвычайно важно в изучении их жизни.

Ученые из из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL) не собираются останавливаться на достигнутом.

В ближайшее время они планируют создать новых роботов, которые будут способны находиться в воде более длительный промежуток времени, и позволят человечеству еще больше приблизиться к морской жизни.

Источник: https://gearise.ru/mit-csail-created-robot-fish

• Аквароботы исследуют подводный мир // BP

Технологии ГРР, обследования нефтегазовой инфраструктуры, затонувших сокровищ и морских обитателей

Вэйвглайдеры, автонавты, диптреккеры. Эти названия звучат так, будто взяты из научной фантастики. Однако это реальные роботы, которые сегодня уже работают в океане – на поверхности, в глубинах и на дне. Эту группу аппаратов называют «морские автономные системы». Они перевернули представления компании ВР об окружающей среде при проведении подводных операций.

Рисунок BP Magazine

Надо сказать, что мы знаем о поверхности Луны больше, чем об океанах нашей планеты, но это скоро может измениться – благодаря морским автономным системам (MAS). Снабженные сенсорами и камерами, эти аквароботы сегодня могут поставлять информацию из океанской среды быстрее, безопаснее и дешевле, чем раньше.

Группа MAS включает как надводные автономные аппараты (ASV), так и подводные автономные аппараты (AUV; в российской специальной литературе есть сходное понятие АНПА – автоматический необитаемый подводный аппарат. – Прим.Oilgascom).

Эти устройства помогают ВР исследовать отдаленные морские участки. Они могут передавать сверхбольшие массивы данных почти в режиме реального времени, так что ученые могут вести точные наблюдения за океанской средой, оценивать риски и эффективно управлять критическими ситуациями.

Важно

Препрограммированный и питающийся от батарей аппарат группы MAS может быть быстро запущен с моря, с берега или с воздуха и затем автономно работать в океане на протяжении месяцев. Вы можете связаться с ним по спутниковой связи, чтобы дать навигационную команду или снять информацию. По завершении задачи аппарат можно подобрать с корабля.

Такие системы появились еще в 50-х годах, но только в последние годы, с развитием информационных технологий и снижением стоимости, эти аппараты стали способны выполнять подводные разведывательные функции.

ВР в настоящее время тестирует MAS для возможного внедрения. В партнерстве с производителем аппаратов Oceaneering компания ведет масштабные испытания подводных аппаратов типа AUV на исследовании подводных трубопроводов и инфраструктуры в Мексиканском заливе.[vc_column width=»3/4″]Большая картина

Эксперт ВР по воздействию на окружающую среду Питер Коллинсон говорит: «MAS открывают новые возможности по оценке воздействия на окружающую среду, позволяя понять, является ли изменение естественным или имеет техногенные причины. Получая больше данных, мы можем получать более четкое видение происходящего».

ВР имеет многолетний опыт использования подводных роботизированных аппаратов, но их автономность сравнительно нова, говорит Джо Литтл, старший консультант-технолог в подразделении ВР по информационным инновациям. «Мы используем большой спектр удаленно управляемых устройств (ROV), а также водолазов, но их работа должна поддерживаться силами очень больших команд и кораблей», — объясняет он.

В отличие от ROV, которые связаны тросами с кораблем и управляются с корабля, автономные подводные аппараты (AUV) могут быть быстро запущены и сразу приступить к работе. Они также весьма эффективны в случае опасности, когда лучшая информированность и более короткое время реагирования могут помочь минимизировать ущерб среде.

«Совершенствование роботов дает нам совершенно новый класс аппаратов, которые значительно меньше по размерам и более маневренны, — добавляет Литтл. — Они также более дешевы (в сравнении с ROV), а значит мы можем задействовать больше аппаратов, значительно умножить объем получаемой информации и на ее основе принимать более взвешенные решения».

Лучшее понимание среды и низкая стоимость таких аппаратов позволяют чаще проводить детальные инспекции подводной инфраструктуры, обеспечивая более раннее предупреждение о любом потенциальном осложнении.

В некоторых ситуациях MAS снимают необходимость погружения дайверов и позволяют исследовать недоступные и суровые районы.

Видимость под водой

Совет

Аппараты группы MAS предоставляют не просто большее количество данных, но и лучшее качество. Мутные картинки с глубины сейчас сменились кристально ясной передачей и четким изображением.

К примеру, такой аппарат сфотографировал отдельные болты затонувшего военного корабля на глубине свыше километра – это очень полезно для исследований, когда требуются изображения высокого разрешения, к примеру, чувствительных биологических видов и археологических артефактов.

Видимость получается лучше и благодаря доступу точно к исследуемому месту. «Мы можем сейчас многократно изучать один и тот же квадратный метр дна на трехкилометровой глубине, получая отрисовку объектов в 3D и фиксируя изменения во времени», — говорит Коллинсон.

Это радикальное усовершенствование по сравнению с такими традиционными подводными исследовательскими техниками, как сбор образцов; оно подразумевает многократную импульсную фотосъемку изучаемого района.

«Раньше мы могли иметь только 100 изображений с 1 тысячи квадратных километров океанского дна, — говорит Коллинсон. -Это как крохотные уколы булавки на такой громадной площади. С помощью MAS мы перевернем это соотношение на прямо противоположное – мы будем знать всё о площади, при такой малой степени неопределенности, как несколько булавочных уколов».

Быстрое реагирование

В 2010 году надводный аппарат Wave Glider использовался при устранении последствий аварии на платформе Deepwater Horizon – для наблюдения за разлитой нефтью на поверхности моря. Пять лет спустя ВР объединила усилия с Шотландской Ассоциацией морских наук (SAMS) для испытания возможностей быстрого реагирования подводных аппаратов в Северном море.

В условиях смоделированной аварии на нефтяном месторождении к западу от Шетландских островов подводный автономный аппарат Seaglider был запущен для поиска следов углеводородов в воде. Аппарат погружался на 500 метров и время от времени всплывал на поверхность, предавая данные через спутник в режиме, близком к реальному времени, для принятия решений командой на берегу.

«Это вывело на новый уровень нашу обычную систему управления реагированием. Одним кликом мы смогли увидеть скопление углеводородов, узнать температуру, глубину и направление утечки», — говорит Коллинсон.Объединение знаний

Если испытания аппаратов в Мексиканском заливе будут успешными, ВР задействует целый флот автономных подводных аппаратов (AUV) для постоянного мониторинга придонных трубопроводов в этом регионе, а, возможно, и расширит географию испытаний.

На суше ВР регулярно проводит тесты и показы в Морском исследовательском Центре инноваций (MRIC) Национального океанографического центра в Саутгемптоне в Великобритании.

«Благодаря членству в MRIC, — говорит Коллинсон, — у нас есть доступ к технологиям и знаниям в области автономных систем, накопленным за последние 20 лет. Это великолепная площадка для сотрудничества с производителями и разработчиками, для получения знаний из других отраслей, не нефтегазовых, которые могут быть применимы».

Обратите внимание

Перевод статьи ‘How a new robot fleet is monitoring the underwater world’ выполнен Oilgascom с разрешения BP Magazine.[vc_column width=»1/4″]

Рисунок BP Magazine

Рисунок BP Magazine

Рисунок BP Magazine

Рисунок BP Magazine

Рисунок BP Magazine

Рисунок BP Magazine

Рисунок BP Magazine

Источник: http://oilgascom.com/how-a-new-robot-fleet-is-monitoring-the-underwater-world/

Робот-рыба с акустическим управлением изучает подводный мир

Инженеры из

Массачусетского технологического института создали роборыбу с видеокамерой, которая перемещается похожим на настоящих рыб способом и управляется с пульта. Они смогли решить одну из главных проблем подводных роботов — связь с ними. Разработчики протестировали устройство на коралловом рифе и отметили, что настоящие рыбы не боятся его, даже когда робот подплывает ближе, чем на метр.

Инженеры MIT под руководством Даниелы Рус (Daniela Rus) создали роботизированную рыбу, которая двигается за счет гидравлического хвоста, состоящего из двух камер.

Во время движения небольшой насос попеременно подает в камеры воду и тем самым заставляет их надуваться, изгибая всю конструкцию в ту или иную сторону.

Помимо этого у роборыбы есть по два горизонтальных плавника и модули контроля плавучести, за счет которых она может передвигаться в любом направлении. Для наблюдения за настоящими рыбами в носовой части робота установлена камера с широкоугольным объективом.

Разработчики протестировали рыбу на коралловом рифе возле острова Фиджи в южной части Тихого океана. Во время тестов робот погружался на глубину до 18 метров.Во время тестовых погружений робот SoFi погружался на глубину до 18 метров в течение 40 минут, снимал фотографии и видео с высоким разрешением.

Насколько нам известно, это первая роботизированная рыба, которая может долго плавать в трех измерениях в течение продолжительных периодов времени,

— говорит Роберт Кацшманн, кандидат наук из лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL), ведущий автор новой статьи журнала, опубликованной в Science Robotics.

Инженеры смогли решить и одну из главных проблем подводных роботов — связь с ними. Поскольку радиосигналы быстро поглощаются водой, разработчики решили использовать акустическую связь. Для этого они установили в роботе и пульте управления гидрофоны.

Они обмениваются акустическими импульсами на частотах 30 и 36 килогерц, это логические единица и ноль. Передаваемые данные сообщают об основных параметрах состояния рыбы и командах от оператора.

Важно

Пульт управления представляет собой герметичный корпус, в котором установлен одноплатный компьютер Raspberry Pi, аккумулятор, геймпад от игровой приставки, гидрофон и несколько компонентов для предварительной обработки сигналов.

Создатели робота отмечают, что во время этих заплывов робот несколько раз подплывал к настоящим рыбам на расстояние менее метра, но не отпугивал их. Инженеры считают, что робота смогут использовать исследователи для изучения взаимодействия рыб между собой.

Читайте также:  Обновленная теория обучения нейронной сети

Источник: http://robot-russia.ru/2018/03/26/robot-ryba-s-akusticheskim-upravleniem-izuchaet-podvodnyj-mir/

Роботы с мягким захватом помогут изучить подводный мир

Инженеры из США сконструировали подводного робота, который поможет собрать образцы кораллов или других морских обитателей.

Для того чтобы изучить глубоководные кораллы, биологам необходимы не только фото и видео, иллюстрирующие их, но и образцы их тканей.

Однако существует проблема — аквалангисты с трудом добираются до большой глубины. Надо учесть и ещё один фактор — кораллы или морские губки очень хрупкие существа.

И обычные роботы или манипуляторы батискафов могут повредить собираемые образцы, поэтому нужна методика деликатной добычи.

Всё это предусмотрели создатели нового робота — морской биолог Дэвид Грубер (David Gruber) и роботехник Роберт Вуд (Robert J. Wood) из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук. Новый дистанционно управляемый аппарат может погружаться на большую глубину, недоступную многим другим устройствам.

Но это не главное, Грубер и Вуд разработали два типа мягких роботизированных манипуляторов, своеобразных рук с пальцами-щупальцами, для захвата хрупких объектов. Каждый из них может без труда взять предметы разной формы и размеров.

Первый манипулятор собирает образцы с помощью гибких щупалец, в это время второй фиксирует предмет своими «пальцами». Таким образом, устройство бережно обращается с уловом и не повреждает образцы.

Совет

Кроме того, деликатного робота можно отремонтировать в полевых условиях: инженеры использовали простую модульную конструкцию и недорогие материалы. Это позволило быстро опробовать несколько разных настроек, чтобы определить, какая сборка подойдёт лучше всего.

Создатели протестировали нового робота на сборке урожая овощей, чтобы проверить сможет ли он манипулировать предметами разной формы и размеров. Эксперимент прошёл успешно.

Позже исследователи перешли к более серьёзным испытаниям. В мае прошлого года во время экспедиции робот дистанционно собирал в Красном море образцы фауны. Устройство работало на глубине до 170 метров. Испытание робота снова прошло успешно.

Инженеры считают, что главное преимущество нового аппарата в том, что он собирается образцы, не ломая их. По словам Вуда, другие роботы с неуклюжими «руками», которые сегодня используются для сбора хрупких объектов, изначально были разработаны для нефтяной и газовой промышленности, то есть для более грубой работы. Всё это снижает эффективность биологического исследования.

Теперь группа учёных надеется улучшить технологию так, чтобы робот собирал необходимые данные о размере организма и экспрессии генов без поднимания образцов из воды, то есть оставлять их в естественной среде обитания.

У исследователей есть и другая задумка. Они хотят внедрить в манипуляторы систему тактильной обратной связи. Это даст возможность учёным понять характеристики объекта, к которому прикасается робот.

Ко всему прочему, учёные хотят усовершенствовать робота и для того, чтобы он смог покорить и другие глубины — спуститься до отметки в шесть тысяч метров и там также выполнить необходимые работы.

Грубер, Вуд и их коллеги описали результаты своего исследования и принципы работы деликатного подводного робота в журнале Soft Robotics.

Обратите внимание

Добавим, что люди стремятся не только изучить биоразнообразие подводного мира, но и добыть со дна океана различные полезные ископаемые. Для этих целей также пригодятся роботы, но уже с менее аккуратной хваткой.

Источник: https://news.rambler.ru/science/32558912-roboty-s-myagkim-zahvatom-pomogut-izuchit-podvodnyy-mir/

Роботы помогут в изучении подводного мира

Интернет вездесущ и стал неотъемлемой частью нашей жизни, но теперь его возможности будут еще более расширены в среду, в которой он никогда не был прежде – под воду.

Благодаря проекту SUNRISE, осуществляемому при поддержке Европейской Комиссии, подводные роботы смогут работать автономно на основе заданных инструкций. Впервые они будут иметь возможность общаться друг с другом и передавать данные через интернет в компьютеры, независимо от стремительно меняющихся под водой обстоятельств и препятствий при передаче данных.

Пробелы в наших знаниях о подводном мире обширны. Мы так мало знаем о нем, несмотря на то, что морские экосистемы оказывают особое влияние на климат нашей планеты, имеют жизненно важное значение для нашей экономики, говорит руководитель проекта доктор Chiara Petrioli.

Выявление угроз для нефтегазопроводов, мониторинг окружающей среды, защита археологических памятников, изучение геологии нашей планеты – во всем этом помогут перемещающиеся группы подводных роботов, они позволят нам узнать больше о нашей планете.

Этот перечень возможностей также широк, как наше воображение, говорит доктор Petrioli.

Создание роботов, которые смогут общаться в быстро изменяющихся условиях является одной из основных проблем, с которыми сталкивается проект. Роботы общаются друг с другом с помощью звуковых сигналов, также как и морские млекопитающие.

Но если дельфины будут адаптировать путь передачи, согласно обстановке, то роботы должны быть запрограммированы на это, представляя исследователям задачу разработки машины, способной реагировать на быстро изменяющиеся окружающие условия.

Важно

Соленость и температура воды, помехи в виде волн или прохождения груза, все это будет изменять дальность эффективной связи, объясняет д-р Petrioli.

Эта непредсказуемая окружающая среда является одним из основных препятствий подводного интернета, этим он отличается от нашего наземного варианта использования Wi-Fi и интернета.

Необходимость надежно реагировать на изменения среды означает необходимость наличия нескольких роботов, так что если один из них временно не имеет связи, это сделает другой.

Группы роботов будут использовать большое количество датчиков и охватывают большую площадь, общаясь друг с другом. При передаче от роботов сообщений они будут преобразовываться с помощью модемов, принимающих и передающих акустические волны.

Волны модулируются для передачи информации – но из-за ограниченной пропускной способности скорость передачи медленная. Кроме того, скорость распространения звуковых волн только 1 500 метров в секунду, это на пять порядков медленнее, чем радиосвязь в воздухе.

Только сравнительно ограниченный диапазон звуковых частот хорошо передается – высокие тона звука до сих пор нельзя использовать.

Работа, проделанная летом 2014 года в г. Порту, показала, что намеченные цели достижимы, удалось наладить связь между компонентами, роботы отвечали на команды ученых. Появились первые практические результаты, они уже помогли найти потерянный контейнер в порту Порто. «Теперь исследователи воодушевлены более чем когда-либо, они видят, что находятся на правильном пути»,- говорит д-р Petrioli.

Теперь, когда проект уже имеет рабочие прототипы роботов, на следующем этапе необходимо привлечь новых партнеров из разных областей земного шара.

Источник: http://www.robogeek.ru/promyshlennye-roboty/roboty-pomogut-v-izuchenii-podvodnogo-mira

Роботы уходят в море. Новое поколение роботов исследует глубины океана

Роботы уходят в море. Новое поколение роботов исследует глубины океана.

Эти механические существа способны выполнять под водой самые сложные работы. Своим обличьем они напоминают обитателей моря – животных, идеально приспособленных для жизни в водной среде.

…В сумерках гладь волн расступается. Странные тени возникают из моря. Армада причудливых зверей ползет на пляж. Стоит приблизиться к ним, замечаешь, что это роботы. Только они не похожи ни на людей, ни на машины – у них обличье омаров.

Несколько часов назад неподалеку от восточного побережья США их сбросили с самолетов в воду. Они тотчас погрузились на дно моря и приступили к работе: принялись отыскивать и уничтожать мины, сохранившиеся здесь еще со Второй мировой войны. Теперь, завершив дела, они выбрались на берег…

Пока описанная сцена все еще считается фантастичной. Однако, по словам американского биолога и специалиста по роботам Джозефа Айерса, скоро она станет реальностью. Вот уже несколько лет Айерс, директор Северо-восточного океанологического центра, расположенного в Нэенте (Массачусетс, США), проводит опыты с механическими моделями миног и омаров.

Заказчиком выступает министерство обороны США. Благодаря ему бюджет исследований достиг трех миллионов долларов. Интерес военных не случаен. Они надеются, что плавучие роботы станут очищать от мин те участки акватории, куда не доберутся катерные тральщики. В свою очередь, искусственные омары могут проверять качество воды и искать источники ее загрязнения.

Сравнение роботов с подводными животными ни в коей мере не условно. В течение долгого времени ученые наблюдали за движениями рыб и раков, подмечая, как они плещут хвостами, перебирают ногами, размахивают клешнями, поводят брюшком. Все эти движения анализировали компьютеры. По этим данным мастерили копии из металла и пластика. Это помогло создать опытные образцы рыб-роботов и омаров-роботов.

Совет

Выбор ученых не случаен. Благодаря эволюции возникли виды животных, которые идеально приспособились к своей среде обитания, в том числе к жизни в морских глубинах. По их образцу и надо мастерить подводных роботов. Без этих подручных нам не исследовать океан.

Уже сегодня мы лучше знаем поверхность Луны, чем то, что творится в океане в каких-нибудь двух десятках метров от поверхности волы.

А ведь уже в ближайшие десятилетия внимание ученых, инженеров, промышленников будет приковано к этому необъятному миру, омывающему все континенты.

Подводные роботы, используемые в наши дни, слишком громоздки и неуклюжи. Они построены по образцу сухопутных и потому тратят неоправданно много сил, чтобы преодолеть сопротивление воды.

Конечно, они не раз выручали нас. В Балтийском море они обследовали затонувший паром «Эстония», в Атлантике – легендарный «Титаник».

Эти увальни берут образцы грунта с морского дна, разведывают месторождения нефти и проверяют состояние плотин.

Во всем мире действует несколько сотен подводных роботов самых разных размеров. Все они построены по одной и той же схеме.

Совет

На огромных металлических рамах закреплены их органы: электродвигатели, прожекторы, видеокамеры и захватные устройства.

Обратите внимание

Искусственная пуповина – длиннюший кабель – связывает этих роботов, еще не рожденных для подводной жизни, с кораблем, на борту которого им жилось бы куда легче. По кабелю подается питание, сообщаются команды.

Оказавшись среди волн, эти горы металла так же неустойчивы, как рулон ватмана, выставленный на ветру. Волны сбивают их с ног. Под водой наблюдаются такие же сильные течения, как в иных реках. Чтобы удержать робота на месте, где ему предстоит работать, надо нарашивать его массу и мощь.

Рядом с этими исполинами (или, если хотите, истуканами), заброшенными в подводный мир, которому они чужды всей своей фактурой, роботы, ставшие персонажами нашего рассказа.

так же изящны, миниатюрны и эффективны, как персональный компьютер по сравнению с ЭВМ начала восьмидесятых годов. Прежние исполины преодолевали стихию. Новые подводные роботы во всем послушны ей.

Их тела угодны океану; эта среда обитания предназначена для них.

Морская фауна обширна. Среди ее изобилия ученые недаром остановили свой выбор на омарах – морских раках. Они – готовые прототипы для «биоботов» (биологических роботов). Они сложены так, что могут без особых усилий плыть против течения.

Их биомеханика идеальна. Очутившись среди волн или попав на стремнину, омары ловко орудуют клешнями и хвостом (точнее, хвостовым веером), уверенно продвигаясь вперед. Восемь ходильных ног помогают омарам взбираться на любые препятствия.

Все больше западных фирм занимаются подражанием природе, снаряжая в путь роботов и заново открывая для себя основы бионики. Природа давно перепробовала возможные варианты и остановилась на лучших.

Люди могут сберечь немало времени и сил, если возьмут готовые образцы, давно отмеченные печатью естественного отбора Например, чтобы справиться с течением, можно обременять робота лишней массой, а можно приделать к нему… плавники.

Важно

Они помогают рыбам удержать тело в нужном положении; они и робота сделают устойчивым.

В подводном мире есть много своих секретов. Так, американская фирма «IS Robotics», создавая машину, которая могла бы отыскивать и обезвреживать мины на прибрежных отмелях, взяла за образец краба. У этого морского жителя центр тяжести расположен очень низко, поэтому даже сильные приливные волны не могут опрокинуть краба.

Он всегда твердо стоит на ногах, а когда начинает штормить, зарывается глубже в песок. Именно этими способностями ученые стремятся наделить робота, названного ими «Ариэль». В чем-то они намерены даже превзойти природу. Если механический краб упадет на спину, он – в отличие от своего образца – легко может снова перевернуться, хотя и весит целых одиннадцать килограммов.

На военно-морской базе во Флориде уже опробуют этого робота.

Другие роботы, сотворенные по подобию рыб, могли бы неделями и даже месяцами сновать в толше воды, проводя нужные измерения или выполняя иную работу. Так, в Японии, в Токийском университете, под руководством профессора Наоми Като проводят опыты с роботом, напоминающим морского окуня.

Читайте также:  Пчелы помогают исследователям устранить искажения цветов на фото

Образчики механических рыб уже давно рассекают волны в лабораторных бассейнах. Тэрада Юдзи из компании «Мицубиси хеви индастриз» изготовил рыбу- робота, очень похожую на латимерию. Ее движитель – гибкий плавник. Это – стальная пластина толщиной менее одного миллиметра.

Она встроена в хвост рыбы и управляется с помощью дистанционного пульта. Само тело рыбы сделано из силиконовой смолы. В воде этот материал так же матово поблескивает, как настоящая чешуя.

Глядя на неторопливую машину, плывущую в глубине аквариума, трудно отделаться от мысли, что перед вами настоящая латимерия.

Морские глубины все больше осваиваются человеком. Но они несут с собой не только приобретения, но и очень большую опасность. Поэтому со временем водный мир люди уступят роботам

В принципе, живые рыбы движутся очень неестественно; они напоминают собой механизмы. Тем легче сблизить рыбу и робота. Вдобавок слой воды и стекло аквариума мешают отличить живые ткани от полимеров.

Подойти к рыбам, потрогать их нельзя. Зрение же обманывает.

В этом залог того, что сбудутся мечтания некоторых ученых, намеренных впредь штамповать в натуральную величину глубоководные и ископаемые виды рыб для аквариумов.

Совет

Кстати, многие рыбы обладают отличным обонянием. Возможно, со временем появится и робот-акула, наделенный такой же чувствительностью, как грозная рыба, но ничуть не кровожадный. Акуле достаточно такой ничтожной концентрации крови, как 1: 1 ООО ООО, чтобы устремиться навстречу жертве. Робот будет так же беспощадно выявлять попавшие в воду вредные вещества.

Внимание зоолога Герхарда фон дер Эмде из Боннского университета привлекла африканская рыба гнатонемус, известная также под названием «водяной слон», так ее окрестили за небольшой хобот, коим заканчивается ее рыло.

Эта рыба наделена электрическими органами; ими она «видит», замечая любой предмет и любое живое тело с иной, чем у воды, электропроводностью. В кромешной тьме она легко ориентируется и даже определяет расстояние до объектов. По словам российского зоолога И.

Акимушкина, эта рыба легко различит два сосуда, «из которых один наполнен дистиллированной водой, а второй – аквариумной».

Ученые намерены копировать «электролокаторы» водяного слона. Уже сейчас ведут испытания первых опытных образцов. Робот, наделенный электрическими сенсорами, мечтает фон дер Эмде, мог бы не только добывать руду где-нибудь на дне океана, куда не проникает лучик света, но и оценивать, глубоко ли в грунте таятся залежи.

Уже сейчас целый ряд фирм интересуется подобными роботами. Так, к Эвде обращались представители норвежских компаний, занятых прокладкой нефтепроводов по дну Северного моря. Они исиользуют для этого обычных подводных роботов. Те же так взбаламучивают песок, что мутной мглой затягивает всю подводную стройплощадку. Вот тут и пригодился бы «робот-гнатонемус» с его чутким локатором.

Мировой океан напоминает богатейший рудник. Это – сокровищница и житница людей XXI века.

Их домашними животными и верными машинами в непроглядной глуби океана станут «биоботы» – роботы, сотворенные по подобию «всякой твари плавучей». Когда-нибудь они завладеют всеми морскими просторами.

Обратите внимание

Им вдоволь найдется здесь работы. Иные из них даже примкнут к стаям своих «сородичей», бороздя вместе с ними моря и наблюдая этих животных в естественной обстановке.

Пока «роботы-омары» и им подобные аппараты умеют еще не очень многое, признает один из их создателей, инженер Эд Уильямс, «но не забывайте, что в 1910 году самолеты тоже мало на что были способны!»

Возможно, в 2100 году люди и механические животные поделят земной шар надвое: суша достанется тем и другим; водный мир люди уступят своим рукотворным «вассалам» – роботам. Армада причудливых зверей, владеющая океаном и в нем хозяйничающая, станет приносить исправную дань своим повелителям и гворцам или… с завистью поглядывать на еще не покоренную ими сушу.

АДРЕСА В «ИНТЕРНЕТЕ»:

Подводные роботы:

.him

.html

http://www.zoologie.unibonn.de/Neurophysiologie/vde/MITGerhard.htm

Источник: https://librolife.ru/g6075374

Автономные роботы начинают исследовать моря и океаны

Океан необходим для поддержания жизни на Земле. Он работает как фильтр для нашей среды, очищает и пополняет нашу атмосферу, обеспечивая при этом питательными веществами подводных обитателей планеты. Однако наши знания об океане ограничены.

Первая глубокая разведка в море произошла только в 1960 году, менее 60 лет назад.

Вот почему ученые используют современные робототехнические и измерительные технологии для разработки новых инструментов, помогающих изучать океан, чтобы предсказать его будущее поведение и состояние его среды.

Преимущества изучения океанических микробов

Океанические микробы — это крошечные, одноклеточные организмы, на которые приходится более 98% морской биомассы.

Термин «океанический микроб» охватывает несколько различных микроорганизмов, включая микроводоросли, бактерии и археи, простейшие грибы и вирусы.

Они чрезвычайно малы, измеряемые только 1/8000-й объема человеческой клетки и охватывая около 1/100-го диаметра человеческого волоса. Возможно, что миллион микробов, живущих в океане, может «разместиться» всего в один миллилитр морской воды.

Они питаются с различных источников, включая солнечную радиацию и хемосинтез.

Объём производимого морскими микробами кислорода можно приравнять, по меньшей мере, к 50% кислорода находящегося в атмосфере нашей планеты. Они также помогают перерабатывать большое количество углекислого газа.

Микробы, найденные в океане, помогают формировать морские пищевые сети, которые помогают развивать глобальное рыболовство в океане.

По данным National Oceanic and Atmospheric Administration, большинство микроорганизмов, проживающих в океане, по-прежнему недостаточно точно локализованы и недостаточно глубоко исследованы.

Их устройство сложно и трудно для анализа.

Они могут быстро развиваться в ответ на экологические изменения, и наряду с изменением во внешней среде они могут использоваться в качестве индикаторов таких изменений.

Достижения в области технологий наблюдения за океаном

Впервые будет развернут небольшой парк автономных подводных аппаратов большой дальности (LRAUV) для сбора и «архивирования» проб морской воды.

Ученые из Университета Гавайских островов в Маноа (UH Mānoa) и Научно-исследовательского института аквариумов в Монтерей-Бей (MBARI) тестируют новые способы адаптивного отбора океанографических характеристик, таких как состав воды открытого океана, медленно перемещающейся через Тихий океан, в которой в зависимости от ее химического состава может обитать различный тип микроорганизмов.

Эдвард ДеЛонг и Дэвид Карл, преподаватели океанографии в UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST) изучают микроорганизмы, обитающие в океане, в течение десятилетий. В феврале 2018 года инженеры ДеЛонг, Карл и MBARI завершили строительство и испытания трех новых автономных подводных аппаратов большой дальности, которые будут развернуты в гавайских водах.

Важно

Автономные аппараты, находясь в океане, будут собирать информацию о температуре воды, химическом ее составе и хлорофилле. Эти данные будут отправлены ученым на берег или на ближе находящиеся корабли.

Подводные транспортные средства имеют встроенный процессор проб окружающей среды (ESP).

ESP — это миниатюрная роботизированная лаборатория, которая собирает и сохраняет образцы морской воды в море, что позволяет исследователям фиксировать снимок генетического материала и белков организмов.

Встроенные процессоры проб окружающей среды были 15-летним проектом MBARI. Первоначальный образец был размером с 55 галлонный бак. Последнее третье поколение процессоров составляет 1/10 от первоначального размера, от 8 до 10 дюймов в диаметре. Они были специально разработаны для размещения внутри автономных подводных аппаратов большой дальности.

Это позволяет научно-исследовательской группе открывать, отслеживать и пробовать открытые океанские водовороты на расстоянии более 100 километров в течение нескольких месяцев.

Автономные подводные аппараты могут двигаться более 600 миль и использовать свое собственное контрольное оборудование для обнаружения и самостоятельного движения к важным океанографическим событиям, таким как цветения фитопланктона.

Экспедиция «Фалькор» на научно-исследовательском судне «Шмидтский океанический институт» (Schmidt Ocean Institute’s (SOI)) вышла 10 марта на первые испытания судов автономных подводных аппаратов.

Исследовательская группа будет обнаруживать водовороты с использованием спутниковых данных и отправлять автономные подводные аппараты большой дальности для сбора образцов. ДНК будет извлекаться из фильтров, что даст информацию о длительности, стабильности и влиянии водоворотов на океаническую экосистему.

Совет

Эти данные помогут улучшить модели океана, чтобы предсказать ожидания относительно будущего «здоровья океана».

Источник: http://elenergi.ru/avtonomnye-roboty-nachinayut-issledovat-morya-i-okeany.html

Изучение подводного мира

Изучение подводного мира интересовало человека с древнейших времен, многие энтузиасты сложили свои головы, изучая подводный мир. В этой статье, мы хотим рассказать о тех людях, без которых современный дайвинг был бы невозможен.

Исследователи подводного мира, это не только те, кто начал осваивать морские глубины непосредственно находясь в море или океане, но и писатели, изобретатели, люди, которые внесли огромный вклад в развитие экстремального, и в тоже время такого увлекательного вида спорта и отдыха, как дайвинг.

Они были первые:

Первым писателем, рассказавшем миру о подводном плавании, был Геродот, который жил в V веке до нашей эры. Он поведал о герое-греке Склий из Сикеона.

Склий добрался вплавь до персидской флотилии во время Греко-персидских войн.

Никем не замеченный и дыша через тростниковую трубку, он перерезал якорные канаты вражеских кораблей, чем изрядно попортил настроение персидскому царю Ксерксу Первому. Ну и конечно, первым  читателем была его жена.

Первопроходец, нарисовавший дыхательную трубку, баллон и ласты, был великий Леонардо да Винчи. По его задумке, ласты должны были надеваться через руки ныряльщика.

Эдмунд Галлей, был первым астрономом в изучении подводного мира.Помимо того, что он открыл известную комету Галлея, этот ученый первым запатентовал устройство водолазного колокола, хотя различные варианты этих устройств использовались и ранее, еще со времен Александра Македонского.

Колокол Галлея, напоминал огромный перевернутый стакан, который устанавливался на дно водоема. Затем, с помощью сложной системы, внутрь доставлялись герметично запечатанные бочки с воздухом. Когда ныряльщик открывал бочку внутри колокола, воздух выходил и постепенно вытеснял воду.

Таким образом, человек под колоколом мог ходить по морскому дну и осматривать его.

https://www.youtube.com/watch?v=iNxTmAVlmYE

Александр Македонский – исследователь, первыйспустившийся под воду. Аристотель писал, что во время осады Тира, Александр спускался под воду с помощью устройства, напоминавшего водолазный колокол, для проверки боновых заграждений неприятеля.

Первым крестьянином, который решил изучать подводный мир, был житель села Покровское Ефим Никонов. В 1719 году он предложил деревянный шлем для плавания под водой и кожаный костюм.

Чарльза Энтони Дина и его брата Джона, можно назвать первопроходцами-пожарными в истории подводного плавания. Они в 1823 году, запатентовали защитный шлем для английских пожарных, который затем, после незначительной модификации стал использоваться водолазами.

Обратите внимание

Американец Гай Гилпатрик изобрел очки для плавания. Он стал использовать очки пилотов, смазывая их для водонепроницаемости оконной смазкой.

Возможно вас заинтересуют похожие статьи:

Жизнь в Арктике

Сборщики меда в тропиках

Жизнь на деревьях

Первые ласты, маска и трубка появились в 20-30-е годы 20 века. Изобретателем маски для плавания считают русского инженера А. Крамаренко, который жил в то время в Ницце. До него ныряльщики использовали скафандры со шлемом, или плавательные очки.

Но в очках было неудобно погружаться на большую глубину, из-за того, что при погружении, давление воды постепенно увеличивалось, а внутри очков оставалось прежним. Крамаренко предложил использовать маску вместо очков, закрывающую не только глаза, но и нос.

Читайте также:  Логика мышления. интерфейс человек-компьютер.

Это позволило выравнивать давление простым выдохом внутрь маски.

В 1856 году, были сделаны первые снимки подводного мира. Сделал их, во время испытаний в Балтийском море, с борта подводной лодки ” Черный принц “, немецкий изобретатель Вильгельм Бауэр.

Изучение подводного мира было-бы невозможно без изобретения акваланга!

Первыми создателями первого акваланга, считаются Жак-Ив Кусто и Эмиль Ганьян. Они в 1942 году разработали, а в 1943 году, запатентовали устройство для дыхания под водой и назвали его акваланг.

А история этого изобретения началась с того, что молодой французкий офицер Жак-Ив Кусто женился по счастливой случайности на дочери одного из крупнейших владельцев французкой корпорации по производству бытового газа ” Air Liquide “. В 1942 году Франция была оккупирована Германией, и весь бензин забирался на нужды Третьего рейха.

Но французы все равно желали перемещаться на автомобилях не ограничивая себя в возможностях, и в лабораториях  Air Liquide, была разработана система подачи газа в двигатель. Изобрел ее, штатный инженер компании Эмиль Ганьян.

Жак-Ив Кусто и предложил ему совместно создать систему дыхания под водой.

Основное отличие акваланга от предыдущих прототипов состояло в том, что дыхательная сисема подавала воздух, автоматически выравнивая его давление с окружающей средой, и ныряльщик на любой глубине получал воздух, под необходимым давлением для вдоха.

А само слово ” акваланг ” состоит из двух слов- латинского aqua ( вода ) и немецкого lunge ( легкое ), и патент на него принадлежал компании ” Air Liquide ” до начала 1960-х годов.

Первое испытание акваланга состоялось в январе 1943 года в реке Марна, недалеко от Парижа, испытания проводил Эмиль Ганьян, изучая подводный мир этой реки. Самый известный исследователь подводного мира современности, это режиссер Джеймс Камерон, который недавно совершил погружение на дно Марианской впадины.

Первым ныряльщиком, который напал на акулу, был ловец жемчуга Трикл. Жестокое нападение произошло в Торресовом проливе ( между Новой Гвинеей и Австралией ).

Важно

Когда Трикл увидел рядом с собой огромную тигровую акулу, он вцепился ей в глаз и начал наносить мощные удары в нос, таким образом нанеся ей тяжкие телесные повреждения.

Остальные акулы уплыли в разные стороны, отделавшись легким испугом.

Исследователи подводного мира, совершившие погружение в самую глубокую впадину Мирового океана, стали американец Джон Уолш и швейцарец Жан Пикар. Используя собранный Пикаром батискаф ” Триест “, они 23 января 1960 года, спустились в Марианскую впадину Тихого океана в 250 милях к юго-западу от острова Гуам. Глубина погружения составила 10 916 метров.

Источник: http://www.southparkour.ru/archive/izuchenie_podvodnogo_mira

Подводные роботы

ГНОМ это уникальный телеуправляемый подводный аппарат, фактически дистанционная подводная видеокамера. Оператор с поверхности джойстиком управляет и двигает аппарат в нужном направлении, наблюдая за подводным миром.

В ГНОМе использованы самые современные компьютерные и телекоммуникационные технологии, новейшие материалы, что позволяет сделать его простым в управлении, малогабаритным, легким и недорогим.

ГНОМ это первый и пока единственный в мире персональный подводный робот, который не требует никаких дополнительных устройств: вы всегда можете взять его с собой в поездку в качестве ручной клади.

В отличии от подобных зарубежных аппаратов у ГНОМа в 35 раз ниже потребляемая мощность при таких же скоростных параметрах и тонкий кабель, позволяющий ему реально работать на заявленных глубинах .

Низкое энергопотребление позволяет питаться от встроенной в пульт управления батареи, при этом вся система, включая видеомонитор и цифровое устройство записи, размещена в двух кейсах и весит всего 2025 кг.

ГНОМы закуплены и успешно эксплуатируются службами МЧС РФ, Генпрокуратуры РФ, Росэнергоатома, крупными нефтяными и газовыми компаниями, водолазами и дайверами. Так же наши роботы завоевали хорошую репутацию и за рубежом: они закуплены рядом университетов и компаний Франции, Италии, Испании, Германии, США, Индии и успешно конкурируют с ведущими производителями такой техники.

Нами накоплен большой опыт подводных работ с ГНОМами. мы используем этот опыт для постоянных усовершенствований ГНОМов и камер. При этом уделяем большое внимание информационной и технической поддержке наших пользователей: на аппараты имеется полный комплект технической и эксплуатационной документации, технические условия, получен сертификат соответствия.

Испытания радиоуправляемого катамарана и ГНОМ Микро с сетевым управление

Успешно проведены испытания системы радиоуправляемого катамарана и установленного на его борту подводного аппарата ГНОМ Микро с сетевым управлением.

Новое поколение роботов исследует глубины океана. Эти механические существа способны выполнять под водой самые сложные работы. Своим обличьем они напоминают обитателей моря животных, идеально приспособленных для жизни в водной среде.

Заказчиком выступает министерство обороны США. Благодаря ему бюджет исследований достиг трех миллионов долларов. Интерес военных не случаен. Они надеются, что плавучие роботы станут очищать от мин те участки акватории, куда не доберутся катерные тральщики. В свою очередь, искусственные омары могут проверять качество воды и искать источники ее загрязнения.

Во всем мире действует несколько сотен подводных роботов самых разных размеров. Все они построены по одной и той же схеме.

Совет

На огромных металлических рамах закреплены их органы: электродвигатели, прожекторы, видеокамеры и захватные устройства.

Искусственная пуповина длиннющий кабель связывает этих роботов, еще не рожденных для подводной жизни, с кораблем, на борту которого им жилось бы куда легче. По кабелю подается питание, сообщаются команды.

Оказавшись среди волн, эти горы металла так же неустойчивы, как рулон ватмана, выставленный на ветру. Волны сбивают их с ног. Под водой наблюдаются такие же сильные течения, как в иных реках. Чтобы удержать робота на месте, где ему предстоит работать, надо наращивать его массу и мощь.

Создание АНПА в настоящее время относится к числу наиболее приоритетных направлений в океанотехнике.

Легкие и портативные мобильные роботы отличаются маневренностью, способны к быстрой адаптации к конкретному виду выполняемой миссии, требуют относительно небольших затрат на их производство и эксплуатацию.

Известно, что затраты на содержание, обслуживание и эксплуатацию обитаемых ПА на протяжении всего жизненного цикла, как правило, превышают стоимость их постройки или закупки.

Привязные телеуправляемые НПА, в особенности мини и микроаппараты, сравнительно дешевы, но оперативный радиус их действия крайне невелик, а использование МТПА возможно только со специально оборудованного обеспечивающего судна, находящегося непосредственно в месте проведения операции, что значительно ограничивает возможности их применения.

АНПА же в настоящее время способны решать широкий круг задач по океанографии, обслуживанию сооружений и коммуникаций, освещению подводной обстановки, морской геологоразведке, экологии и мониторингу и ряду других применений включая работы подо льдом и разнообразные применения в военной области.

Обратите внимание

Разработка первых автономных роботов была начата в 80−е годы параллельно в США и СССР. Первый робот, созданный в 1988 году в Лаборатории АНПА Массачусетского технологического университета, назывался «Морская струя». Он имел длину 1 м и весил 35 кг. Сейчас старичок выставлен в музее МТИ.

Традиционно АНПА имеют вид торпеды. Такими были первые «Одиссеи», большинство современных «глайдеров», которые могут находиться под водой длительное время.

На данный момент различными коммерческими фирмами, научными организациями и военными ведомствами разных стран разрабатываются весьма необычные аппараты, похожие на реальных морских обитателей: рыб, извивающихся всем корпусом или использующих плавники, ракообразных, имеющих конечности для перемещения по дну, различных амфибий. Форма аппарата также может быть изменена в угоду его функциональности или особенностей внутреннего устройства. Так, например, АНПА на солнечных батарейках имеет плоскую крышу.

Ежегодно по всему миру проходят фестивали АНПА, где разработчики представляют свои новые модели и демонстрируют их возможности. К примеру, такой фестиваль был проведен в мае 2008 года Национальным управлением океанических и атмосферных исследований министерства торговли США of United States Department of Commerce).

Американские ВМС применили подводных роботов SeaFox

ВМС США выпустили в акваторию Персидского залива и Аравийского моря военных подводных роботов SeaFox. Применение таких роботов призвано помешать иранской стороне блокировать движение судов по Ормузскому проливу, который является стратегически важным.

По данным Пентагона, Иран располагает двумя тысячами морских мин, которые могут быть установлены при помощи катеров или подлодок. Установка мин в Ормузском проливе полностью парализует «нефтяную артерию» для транспортных судов. На разминирование в таком случае уйдут месяцы.

Подводные роботы SeaFox американских ВМС могут не только обнаружить морские мины, но и помешать их установке.

Длина SeaFox составляет 1.3 метра, весит он почти 40 килограмм. Глубина погружения – 300 метров, запас хода – 1 километр, под водой аппарат развивает скорость в 6 узлов, что равняется 11 км/ч.

Существует несколько модификаций SeaFox. Подводных роботов оснащают видеокамерой, гидролокатором и устройством для уничтожения морских мин при помощи кумулятивного заряда.

Управление осуществляется удаленно либо при помощи оптоволоконного кабеля, либо при помощи радио.

С помощью сонара SeaFox обнаруживает потенциально опасные объекты, подходит к ним на необходимое для идентификации расстояние, которое происходит по средствам видеокамеры. Оператор принимает решение о том, является ли объект опасным, если это так, то отдается команда на ликвидацию цели.

Важно

Монография посвящена проблемам и достижениям, связанным с созданием и практическим использованием автономных необитаемых подводных аппаратов для исследования и освоения океана.

Представлены основные зарубежные и отечественные глубоководные аппараты и обобщён опыт Института проблем морских технологий ДВО РАН в области подводной робототехники.

Рассматриваются области применения автономных аппаратов-роботов, принципы организации архитектуры бортовых систем и программная среда, задачи и методы управления движением, средства и методы навигационного обеспечения, состав и особенности научно-исследовательского комплекса, перспективы создания на основе новых технологий глубоководных аппаратов с большой автономностью и универсальным набором рабочих функций. Для научных и деловых кругов в области морских технологий, океанологии, подводной робототехники, гидроакустики и экологического мониторинга водной среды.

Источники: www.gnomrov.ru, inmech.edu.nstu.ru, www.infox.ru, www.aiportal.ru, vipbook.info

В 1923 году вышла книга известного писателя-натуралиста Франка Мелланда. В ней автор упоминает о ранее не изученном животном, которое обитало в …

Отели Крита

Отели греческого острова Крит с песчаными пляжами весьма многочисленны, несмотря на тот факт, что большая часть побережья острова – песочно-галечная полоса. …

Тайна великанов

Со времен Всемирного потопа прошли многие тысячи лет, унеся с собой тайны, которые мы, возможно, никогда не узнаем. К ним …

Микроволновое оружие

Одним из перспективных видов вооружений является микроволновое оружие. Его принцип действия подобен микроволновой печи. Мобильный генератор генерирует электромагнитные ультракороткие волны …

Путешествия по пушкинским местам

История пригородов Санкт-Петербурга тесно связана с некоторыми деятелями культуры и искусства. В Ораниенбауме, современном городе Ломоносове, творил Лермонтов. Такая известная …

Дом из дерева

Вероятнее всего, нам всем, в нашем детстве, нравились дома, что построены из бревен. Выглядели такие дома, словно из сказки, в тот …

Увлекательное сафари в парке Тайган

Каждый год путешественники мечтают отправиться в отпуск в какое-нибудь захватывающее место, где можно не только увидеть что-то новое, но набраться сил …

Павел Полуботок и утраченное золото. Часть1

Павел Полуботок — известный украинский государственный деятель первой половины XVIII века, черниговский полковник, некоторое время (с 1722 по 1724 год) …

Последние новости об НЛО

НЛО изучает атомную электростанцию. Неизвестный летающий объект был замечен над графито-водным ядерным реактором вблизи Расселвилля, Арканзас. Свидетель НЛО отметил …

Источник: http://www.objectiv-x.ru/roboti_budushchego/podvodnye-roboty.html

Ссылка на основную публикацию