Роботизированная навигационная технология будет исследовать глубокий океан

Погружной робот Orpheus разрабатывается Океанографическим институтом Вудс-Хоул и Лабораторией реактивного движения для автономного исследования глубин океана. Орфей использует навигацию на основе зрения, которая работает аналогично тому, как марсианский вертолет Ingenuity перемещается во время полета.

Подводный аппарат может исследовать самые экстремальные глубины океана, создавая 3D-карты морского дна. Показанный на этой фотографии во время предыдущей экспедиции, «Орфей» намного меньше других подводных аппаратов, что упрощает транспортировку и эксплуатацию.

Навигация с учетом местности помогла Perseverance приземлиться, а Ingenuity летать автономно на Марсе. Теперь пришло время протестировать аналогичную систему, исследуя новый рубеж.

14 мая корабль Okeanos Explorer Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) отправится из порта Канаверал во Флориде в двухнедельную экспедицию под руководством NOAA Ocean Exploration, в ходе которой будет продемонстрирована технология автономного подводного аппарата. Этот новый класс погружных роботов, получивший название «Орфей», продемонстрирует систему, которая поможет ему сориентироваться и выявить интересные научные особенности на морском дне.

Навигация относительно местности сыграла важную роль в том, чтобы помочь марсоходу NASA Mars 2020 Perseverance совершить точную посадку на Красную планету 18 февраля. Система позволила спускающемуся роботу визуально составить карту марсианского ландшафта, выявить опасности, а затем выбрать безопасное место. приземлиться без помощи человека. Аналогичным образом, вертолет агентства Ingenuity Mars использует систему навигации на основе видения для отслеживания особенностей поверхности на земле во время полета, чтобы оценить его перемещения по поверхности Марса.

Получайте последние новости JPL

Разработанная инженерами Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, эволюция навигации на основе видения, которая использовалась на Марсе, теперь пройдет испытания немного ближе к дому: у восточного побережья США в Атлантическом океане.

Для навигации в темных и часто мутных водах у морского дна обычно требуется большое мощное геолокационное оборудование, такое как гидролокатор. Благодаря использованию маломощной системы камер и освещения, а также передовому программному обеспечению, «Орфей» на порядок легче большинства глубоководных подводных аппаратов. Меньше, чем квадроцикл, и весит около 550 фунтов (250 килограммов), Orpheus спроектирован так, чтобы быть маневренным, простым в управлении и прочным при исследовании глубин, недоступных для большинства транспортных средств.

Демонстрация технологии «Орфей» будет проведена на борту корабля NOAA Okeanos Explorer. Отправившись 14 мая из порта Канаверал во Флориде, двухнедельная экспедиция исследует воды восточного побережья США.

Разработанный Океанографическим институтом Вудс-Хоул (WHOI) в сотрудничестве с Лабораторией реактивного движения, «Орфей» может работать без привязи практически в любой точке океана, включая самые экстремальные глубины. В конечном итоге команда проекта надеется увидеть, как группа этих подводных роботов будет работать в команде над созданием 3D-карт обширных регионов неисследованного дна океана в зоне хадал – регионов глубиной более 20 000 футов (6 000 метров). Но прежде чем робот сможет исследовать эти глубины, он должен сначала испытать свои силы на мелководье.

Погружение в будущее

«Эта техническая демонстрация будет использоваться для сбора данных, чтобы продемонстрировать жизнеспособность навигации по местности в океане, а также показать, как несколько роботов будут работать вместе в экстремальных условиях», — сказал Рассел Смит, инженер-робототехника в JPL. «Эти испытания позволят нам начать будущие погружения в хадальную зону и разумно искать захватывающие регионы с высокой биологической активностью».

Изучите галерею передовых прототипов роботов, разрабатываемых для будущих исследований планет.

Версия навигации на основе зрения Орфея называется визуально-инерциальной одометрией, или xVIO, и работает с использованием системы современных камер и программного обеспечения для сопоставления шаблонов, а также инструментов, которые могут точно измерять его ориентацию и движение. Пока «Орфей» путешествует по морскому дну, xVIO определяет такие объекты, как камни, ракушки и кораллы, находящиеся под кораблем. Подобно запоминанию ориентиров во время поездки, xVIO будет создавать 3D-карты, используя эти функции в качестве путевых точек для облегчения навигации. Но эта система — больше, чем просто средство, предотвращающее потерю погружного робота.