Недавняя экспедиция под руководством доктора Блэра Торнтона, занимающего должности доцента в Университете Саутгемптона и Институте промышленных наук Токийского университета, продемонстрировала, как использование автономной робототехники и искусственного интеллекта в море может кардинально изменить ускорить разведку и изучение труднодоступных глубоководных экосистем, таких как периодически активные выбросы метана. Благодаря быстрому высокопроизводительному анализу данных в море стало возможным идентифицировать биологические горячие точки в районе Hydrate Ridge у побережья Орегона достаточно быстро, чтобы исследовать их и взять пробы в течение нескольких дней после съемки с помощью автономных подводных аппаратов (AUV). Команда на борту исследовательского судна Falkor использовала форму искусственного интеллекта, неконтролируемую кластеризацию, для анализа изображений морского дна, полученных AUV, и определения целевых областей для более подробных фотограмметрических съемок AUV и целенаправленного интерактивного отбора проб в горячих точках с помощью ROV SuBastian.
Этот проект продемонстрировал, как современная наука о данных может значительно повысить эффективность традиционных морских исследований и повысить продуктивность интерактивного исследования морского дна с помощью всем знакомого режима «спотыкания в темноте». «Разработка совершенно новых операционных рабочих процессов сопряжена с риском, однако это очень актуально для таких приложений, как мониторинг морского дна, исследование экосистемы и планирование установки и вывода из эксплуатации донной инфраструктуры», - сказал Торнтон.
Идея этой миссии Adaptive Robotics заключалась не в том, чтобы перевернуть структуру того, как все делается на море, а просто в том, чтобы устранить узкие места в потоке информации и использовать высотные 3D-камеры визуального картографирования на подводных объектах между 680 и и глубиной 780 метров. Международная команда развернула несколько AUV, разработанных Токийским университетом, которые были оснащены технологией трехмерного визуального картографирования, разработанной совместно Сиднейским университетом, Университетом Саутгемптона, Токийским университетом и Технологическим институтом Кюсю в рамках международного проекта. сотрудничество.
Преобразование первоначальных снимков обширной области в трехмерные карты морского дна и сводки о типах среды обитания на борту Falkor позволило исследователям спланировать последующие развертывания роботов для выполнения визуальных изображений с более высоким разрешением, экологических и химических исследований и физического отбора проб. в областях, представляющих наибольший интерес, особенно в эфемерных очагах биологической активности, которые периодически образуются вокруг временных выходов метана. Всего за время экспедиции было выполнено девятнадцать развертываний AUV и пятнадцать погружений ROV, включая несколько операций с несколькими аппаратами.
Благодаря оперативной обработке данных составлена фотограмметрическая карта одного из наиболее изученных месторождений газогидратов. Считается, что это крупнейшая цветная 3D-реконструкция морского дна по площади в мире, занимающая площадь более 118 000 квадратных метров или 11,8 га и занимающая площадь примерно 500 х 350 метров. В то время как среднее разрешение полученных карт составляет 6 мм, области, представляющие наибольший интерес, были нанесены на карту с разрешением на порядок выше, что было бы невозможно без возможности интеллектуального нацеливания на интересующие участки с помощью съемок изображений с высоким разрешением и обработки. большие объемы полученных данных в течение нескольких часов после их получения в море.
Обычно обработка таких карт занимает несколько месяцев и только после завершения экспедиции, после чего научная группа уже не находится на месте, а среда обитания может уже эволюционировать или уже исчезла. Вместо этого исследовательская группа смогла составить 3D-карты на борту Фалькора в течение нескольких дней после получения изображений. Составная карта использовалась во время экспедиции для планирования операций, в том числе для извлечения донных инструментов, и была бесценна для повторного посещения определенных мест, таких как активные пузырьковые шлейфы, что сделало всю операцию более эффективной..
Удивительно видеть такие большие участки морского дна, нанесенные на карту визуально, особенно всего через несколько дней после того, как были собраны необработанные данные. Дело не только в размере карты, но и в том, как мы смогли ее использовать. это для информирования наших решений, еще на месте. Это имеет большое значение, поскольку технология позволяет визуализировать большие области с очень высоким разрешением, а также легко идентифицировать и нацеливать области, где мы должны собирать данные. Раньше это было невозможно, - сказал Торнтон.
Вы можете узнать больше на https://schmidtocean.org/cruise/adaptive-robotics-at-barkley-canyon-and-hydrate-ridge/ и