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2018
04-17

从蒙特雷湾到欧洲:建设弹性机器人


JPL的史蒂夫简与几个今年早些时候在研究项目中使用的水下无人机。 Chien和他的研究合作者正在为这些无人机开发人工智能。图片来源:NASA / JPL-Caltech。

如果您认为在太空中操作机器人很困难,请尝试在海洋中进行。

咸水会腐蚀你的机器人并阻止它的无线电信号。

海带森林可能会纠结它,你可能不会收回。

鲨鱼甚至会试图咬掉它的翅膀。

海洋基本上是机器人死亡的一大障碍。尽管如此,机器人潜水器已成为海洋研究的重要工具。虽然卫星可以研究海面,但它们的信号不能穿透水面。研究下面的一个更好的方法是看看自己下面 - 或者在你的地方发送一个机器人。

这就是为什么美国宇航局和其他机构的研究人员最近在加利福尼亚州蒙特雷湾参观波涛汹涌的水域。他们正在进行的研究是为潜水器开发人工智能,帮助他们追踪波浪下的生命迹象。这样做不仅有利于我们对地球海洋环境的理解,团队希望这个人工智能有一天会被用来探索像欧罗巴这样的月球上存在的冰冷的海洋。如果得到证实,这些海洋被认为是太阳系外太阳系最有可能存在的地方。

六个协调无人机的舰队被用来研究蒙特利湾。这个舰队正在寻找温度和盐度的变化。为了规划他们的路线,这些海洋特征的预测从岸上发送到无人机。

无人驾驶飞机还感觉到海洋如何在他们周围积极变化。研究团队的主要目标是开发人造智能,将这两种数据无缝集成。 “研究小组的成员之一史蒂夫·简(Steve Chien)说:”自主无人机对于海洋研究来说非常重要,但是现在的无人机不能在飞行中做出决定。简在美国加利福尼亚州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室担任人工智能组的领导。 “为了研究不可预知的海洋现象,我们需要开发能够自行导航并实时作出决定的潜水器。这样做可以帮助我们理解我们自己的海洋 - 也许还有其他星球上的海洋。“

其他研究成员来自加州理工学院帕萨迪纳;加州Moss Landing的蒙特雷湾水族馆研究所;伍兹霍尔海洋学研究所,马萨诸塞州伍兹霍尔;和马萨诸塞州Barnstable的遥感解决方案。

如果成功的话,这个项目可能会导致潜水员可以根据他们在周围的水中所发现的情况自行调整行程。加州理工学院环境科学与工程系助理教授安德鲁·汤普森(Andrew Thompson)说,这可能会改变我们如何收集数据,同时也会发展行星探索所需的自主权。汤普森说:“我们的目标是从这些机器人的日常驾驶中移除人力,并把时间放在分析收集到的数据上。” “我们希望赋予这些潜水器以自由和能力来收集有用的信息,而不用动手去纠正它们。”

在最小的水平上,海洋生物就是“生物群落”。水中的营养物质是支持浮游生物所需要的。小鱼跟着浮游生物;大鱼跟着他们。找到营养物质,你可以沿着面包屑路线去其他海洋生物。

但是说起来容易做起来难。这些营养物质被洋流掠过,突然改变方向。海底生活在不同方向不断变化,规模也不尽相同。 “这是所有三个维度加上时间,”简说,跟踪海洋特征的挑战。 “像藻花现象是数百公里横跨。但是像鸟龙舌兰云这样的小东西只有几十米长。“

鱼可能很容易跟踪这些特征,但是几乎不可能 非智能机器人。汤普森说:“几十年来,真正自主的机器人队已经成为海洋学的圣杯。 “把JPL的探索和人工智能经验带到这个问题上,应该使我们能够在更具挑战性的地区,如地球的极地地区,甚至在其他星球上进行类似的活动,奠定基础。”

近期在蒙特利湾的野外工作得到了资助由JPL和加州理工凯克空间研究所(KISS)。更多的研究计划在2007年春季

来源:JPL