De Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) zegt dat hun onderwaterrobot zojuist de allereerste geautomatiseerde onderwaterbemonsteringsoperatie heeft voltooid. De robot heet Nereid Under Ice (NEI) en heeft het monster in Griekenland verzameld. WHOI ontwikkelt Nereid in samenwerking met NASA's Planetary Science and Technology from Analog Research (PSTAR) -programma.
NUI is iets kleiner dan een Smart Car en weegt ongeveer 1800 kg (3960 lbs.) En doet hier op aarde belangrijk wetenschappelijk werk. Tijdens de missie van vorige maand verzamelde het een monster van de Kolombo-vulkaan, een actieve onderwatervulkaan in de buurt van het Griekse eiland Santorini. Een deel van de kratervloer is een veld met hydrothermale ventilatieopeningen bedekt met een dikke bacteriemat. Het monster NUI verzameld zal worden gebruikt om het microbiële leven te bestuderen.
'Een van onze doelen was om de joystick weg te gooien, en dat is ons gelukt.'
Rich Camilli, WHOI Associate Scientist, Automation Technology Development Lead
De ontwikkeling van NUI vloeit voort uit de eisen van toekomstige missies naar enkele van de manen in ons zonnestelsel, zoals Europa en Ganymedes, met ondergrondse oceanen. Om die werelden te verkennen, heb je een nieuw type robot nodig dat autonoom onder water kan werken in plaats van rond te dobberen op het oppervlak.
Rich Camilli is associate scientist bij WHOI en leidt de ontwikkeling van automatiseringstechnologie als onderdeel van NASA's Planetary Science and Technology from Analog Research (PSTAR) interdisciplinair onderzoeksprogramma. In een persbericht zei Camilli: “Het was een enorme stap vooruit voor een voertuig om een monster te nemen zonder piloot te rijden. Een van onze doelen was om de joystick weg te gooien, en dat is ons gelukt. '
Met de komst van zelfrijdende auto's raken we gewend aan het idee van geautomatiseerde voertuigen. Maar de onderwateromgeving is veel anders - en veel gevaarlijker - dan een verharde weg. Het ontwikkelen van een robuuste kunstmatige intelligentie voor die omgeving is een uitdaging. Camilli maakte deel uit van een internationaal team van onderzoekers die het leven in Kolombo bestudeerden, een harde chemisch rijke omgeving. Maar Camilli was er ook om meer te leren over hoe autonome robots onderwateromgevingen kunnen verkennen.
De kunstmatige intelligentie van NUI omvat een softwareplanner genaamd 'Spock'. Met Spock kan NUI niet alleen autonoom monsters nemen, maar ook de beste sites voor die monsters selecteren. Op een verre maan, in een ondergrondse oceaan, is dit type geavanceerde geavanceerde AI nodig.
"Als we deze grootse visie hebben om robots naar plaatsen als Europa en Enceladus te sturen, zullen ze uiteindelijk zo zelfstandig moeten werken en zonder de hulp van een piloot."
Gideon Billings, University of Michigan
Gideon Billings is een gaststudent van de University of Michigan wiens proefschrift zich richt op geautomatiseerde technologieën. Billings 'code werd gebruikt om dit allereerste monster te verzamelen. Hij gaf een enkel bevel aan de autonome manipulator van NUI en NUI deed de rest. Binnen enkele ogenblikken strekte NUI zijn robotarm uit en gebruikte zijn slurp-slangmonsternemer om wat materiaal op te zuigen.
Billings begrijpt dat elke missie om de ondergrondse oceanen van manen zoals Europa te bestuderen, uiterst geavanceerde, specifieke technologieën vereist, waaronder geavanceerde AI. "Als we deze grootse visie hebben om robots naar plaatsen als Europa en Enceladus [respectievelijk de manen van Jupiter en Saturnus] te sturen, zullen ze uiteindelijk zo zelfstandig moeten werken en zonder de hulp van een piloot", zegt hij.
Het kan 35 minuten duren voordat een radiosignaal Jupiter vanaf de aarde bereikt, dus een heen-en-weer communicatie duurt meer dan een uur. Het is van cruciaal belang dat verkenningsrobots gedurende een bepaalde tijd voor zichzelf kunnen 'denken', taken kunnen voltooien en gevaren kunnen vermijden. Om die doelen te bereiken, zullen Billings en anderen blijven werken aan de AI. Hun doel is om robots te "trainen" om als piloten van ROV's (Remotely Operated Vehicles) te zien met "gaze-tracking" -technologie. Ze willen ook een robuuste mens-machine-interfacetaal bouwen, zodat wetenschappers rechtstreeks met het robotvoertuig kunnen praten, zonder dat een piloot opdrachten hoeft te vertalen.
De visie is dat een groep ROV's als Nereid Under Ice samenwerken.
"We kunnen uiteindelijk zien dat we een netwerk van cognitieve oceaanrobots hebben met een gedeelde intelligentie over een hele vloot, waarbij elk voertuig samenwerkt als bijen in een korf", zegt Camilli. 'Het gaat veel verder dan het verliezen van de joystick.'
NUI is al een paar jaar in ontwikkeling. Het is getest in het noordpoolgebied, waar het onder het ijs heeft gereisd en gegevens heeft verzameld over het opwarmingsgebied. NUI kon verder onder het ijs reizen dan enig ander voertuig.
NUI kan zijdelings onderwater tot 40 km (25 mijl) reizen, veel verder dan de paar honderd voet die typisch zijn voor andere ROV's. Wanneer het is aangesloten via een dunne glasvezelkabel, kan het high-definition video terugzenden naar zijn moederschip. Het bevat een volledige reeks akoestische, chemische en biologische sensoren en een manipulatorarm met zeven functies. Hij kan duiken tot een diepte van 2000 meter (6500 ft.)
Meer:
- Persbericht: WHOI onderwaterrobot neemt eerste bekende geautomatiseerde monster uit oceaan
- WHOI: HROVNereid Under Ice
- Space Magazine: Aquatic Rover Drives aan de onderkant van het ijs op Antarctica
