Saltar al contenido

Нова технологія може допомогти дослідити потепління океану

17 de abril de 2022

Змістовий покажчик

Ключові речі на винос

  • Дослідники працюють над новими автономними підводними апаратами для вивчення змін в океанах.
  • Професор Массачусетського технологічного інституту використовує передові комп’ютерні методи для розробки плавників для підводних роботів.
  • Дані, зібрані підводними роботами, можуть покращити моделі зміни клімату.
Нове покоління автономних підводних апаратів (АНП) може змінити підводні дослідження та пролити світло на потепління океану. Деякі нові підводні апарати, як-от проект Mare-IT, призначені для промислових цілей, таких як огляд бурових установок або вітрових турбін. Дворукий підводний робот проекту використовується для виконання складних завдань з огляду та технічного обслуговування. Але дослідники кажуть, що більш гострою потребою є наукові дослідження. «Нам потрібно виміряти кількість тепла, яке океан і атмосфера поглинають щороку», — сказав у інтерв’ю Lifewire Х’ю Роарті, океанолог з Університету Рутгерса та член IEEE. «Це допоможе надати рекомендації щодо кліматичних моделей, які ми використовуємо для прийняття рішень та формування політики».

Підводні дрони

Проект Mare-IT демонструє, як підводні транспортні засоби стають все більше схожими на роботів. Судно Каракатиці, виготовлене Mare-IT, має дві глибоководні системи захоплення, прикріплені до його черевної сторони, щоб маніпулювати об’єктами під водою. Завдяки спеціальному дизайну та контролю на основі штучного інтелекту він може змінювати центр ваги та плавучість під час занурення, а також приймати й підтримувати будь-яку орієнтацію. Океанські інженери також використовують прогрес у обчислювальній техніці, щоб зробити гнучкі риб’ячі плавники, що змінюються, для використання в підводній робототехніці. Професор Массачусетського технологічного інституту Вім ван Ріс та його команда використовують підходи чисельного моделювання для дослідження конструкцій підводних пристроїв із збільшенням ступенів свободи, таких як риб’ячі плавники.

Ремесло каракатиці Mare-IT

«Риби мають складну внутрішню мускулатуру, щоб адаптувати точну форму їх тіла та плавців», — сказав ван Різ у прес-релізі. «Це дозволяє їм рухатися багатьма різними способами, які значно перевищують те, що може зробити будь-який штучний транспортний засіб з точки зору маневреності, маневреності чи адаптивності». Техніки, започатковані Ван Різом, можуть привести до створення нових типів БПЛА. За словами Роарті, кращі автономні платформи та транспортні засоби можуть дозволити дослідникам проводити вимірювання, які є занадто дорогими для дослідницьких кораблів.

Очі в глибині

Краще уявлення про те, що знаходиться під водою, може допомогти нам зрозуміти, що відбувається з рештою планети. Океан покриває 70 відсотків Землі, але поки що на карті нанесено лише 20 відсотків поверхні, сказав у інтерв’ю Lifewire Грем Рей, генеральний директор дослідницької компанії Hyperkelp. «Однак нанесення на карту поверхні не говорить вам, що там живе і які умови, а також величезна кількість невідомих видів, що живуть в океанах», – додав він. «Ми повинні зрозуміти, як вони живуть разом і взаємодіють один з одним, і як зміна клімату впливає на них». Щоб ефективно вивчати океан, дослідникам потрібні вимірювання на місці за допомогою камер і людей на борту підводних апаратів. Зараз у світі є лише близько 10 транспортних засобів з екіпажем, здатних провести це інтенсивне дослідження, сказав Рей. «Уявіть, що ви намагаєтеся зрозуміти погоду, флору та фауну всіх Сполучених Штатів, посадивши Cessna в одному місці, залишившись на кілька годин, зробивши кілька фотографій та вимірів, а потім вирушивши», – сказав він. «Ось що таке місії з екіпажем на морське дно». Компанія Rae HyperKelp працює над системою моніторингу талої льодовикової води з Гренландії. Вченим потрібні датчики, які можуть залишатися на станції та вимірювати профілі солоності та температури на різних глибинах, щоб отримати чітке уявлення про те, як швидко тануть льодовики, сказав Рей. Вимірювання можуть дати кращі оцінки глобального підвищення рівня моря. «Наш підхід полягає в тому, щоб бути постійним вимірюванням на основі буїв, яке може вимірювати та звітувати протягом місяців або навіть років на одному місці», – сказав Рей. Підводні роботи навіть можуть знайти нові джерела їжі, сказав Террі Таммінен, генеральний директор AltaSea, в інтерв’ю Lifewire. Його некомерційна організація співпрацює з інноваційними високотехнологічними підводними апаратами. «Морські водорості можуть стати новими стійкими джерелами їжі, палива, енергії, фармацевтичних препаратів, промислових матеріалів і великим сховищем вуглецю», — сказав він.