Для землі у нас будуть самокеровані автомобілі. А для морів?

Дрони. Самокеровані автомобілі. Літаючі роботакси. Якщо вірити заголовків останніх кількох років, наземний транспорт у майбутньому замінять роботизовані диліжанси і пристосування, практично не потребують втручання людини, ну хіба що тільки завантажити програму. Але як щодо решти 70% поверхні нашої планети — тієї частини, яка покрита водою? Звичайно, вже існують підводні дрони, здатні записувати відео в 4K для чергової документалки BBC. Транспортні засоби з дистанційним управлінням (ROV) здатні спускатися вниз на тисячі метрів, щоб досліджувати океанські отвори або ремонтувати промислову інфраструктуру.

Тим не менше, більшість роботів, які перебувають сьогодні на воді або під водою, все ще сильно залежать від людського фактору. І це зрозуміло, враховуючи неструктуровану середовище морів і слабкі комунікаційні можливості для всього, що рухається нижче хвиль. Автономні підводні апарати (AUV), ймовірно, сьогодні найбільш близькі до розумних машин океану, проте найчастіше йдуть заздалегідь запрограмованим інструкцій.

Нове покоління водоплавних роботів, які підкорюють моря — і задіює штучний інтелект, машинне зір, просунуті датчики та інші технології — готово занурюватися на глибину. Давайте подивимося, що нам приготували інженери.

Морський трансформер

Нік Редфорд, технічний директор Houston Mechatronics Inc. (HMI), не наважується сказати слово «автономія», розповідаючи про кращому творенні свого стартапу — Aquanaut. Він віддає перевагу термін «спільний контроль».

Aquanaut здається зійшла з екрану фільму «». Підводний робот починає кожну місію у формі підводного човна, здатної автономно долати до 200 кілометрів на акумуляторі, в залежності від пункту призначення.

Коли Aquanaut досягає пункту призначення — нафтогазова промисловість стоїть першою на черзі з тих, які хоче змінити HMI — його чотири спеціально розроблених і побудованих лінійних приводу приймаються за роботу. Aquanaut розкладається в робота з головою верхнім торсом і двома маніпуляторами, при цьому залишаючись на плаву.

Момент осяяння, коли інженер зрозумів, як перетворювати субмарину в робота, виник в день, коли в офісі розкладали стіл. Відповідь несподівано здався очевидним.

«Ми просто збираємося побудувати великий, гігантський, підводний розкладний стіл», говорить Редфорд.

Апаратна частина була не єдиною проблемою команди, яка складається з ветеранів робототехніки NASA начебто Редфорда, яку їм слід було вирішити. Щоб позбутися дорогих суден підтримки і великих людей команд, необхідних для управління традиційними ROV, Aquanaut повинен був здатний в найдрібніших деталях відчувати навколишнє середовище і передавати цю інформацію назад в штаб, використовуючи підводну акустичну комунікаційну систему, яка існувала ще до підключення до Інтернету по телефонній лінії.

Щоб вирішити проблему низької пропускної здатності, HMI оснастила Aquanaut системою машинного зору, складається з акустичних, оптичних і лазерних датчиків. Всі ці щільні дані стискаються з використанням власної технології HMI і передаються одного оператора-людини, яка управляє Aquanaut допомогою звичайної комп'ютерної миші. Навіть джойстик не потрібно.

«Не знаю нікого, хто досяг такого рівня автономії у спілкуванні з навколишнім середовищем», говорить Редфорд.

Раніше в цьому році HMI отримала 20 мільйонів доларів від Transocean, одного з найбільших у світі підрядників з морського буріння. Цього повинно бути достатньо, щоб закінчити прототип Aquanaut, який, за словами Редфорда, готовий на 99,8%. На початок наступного року вже заплановані «гучні демонстрації, а комерційне розгортання — на 2020 рік.

«Що дає нам неймовірне перевагу, так це те, що ми народилися і виросли на створення роботизованих систем для віддалених місць», говорить Редфорд. «Це моє життя, я зробив на це ставку».

На круїз-контролі

Між тим, стартап з Бостона намагається вирішити проблему забезпечення автономності суден у морі. Sea Machines отримала близько 12,5 мільйона доларів капіталовкладень, у списку інвесторів опинилася і Toyota AI.

Sea Machines шукає натхнення в індустрії автономних автомобілів, розробляючи, так звані системи «розвідки суден», якими можуть бути модифіковані існуючі комерційні суду або свіжопобудовані робочі суду.

На початку цього року стартап оголосив про укладення угоди з Maersk, найбільшою в світі компанією-перевізником контейнерів, на розгортання системи штучного інтелекту, комп'ютерного зору й LiDAR на новому контейнеровозі датської компанії. Технологія працює аналогічно просунутим систем допомоги водієві, які встановлюються в автомобілях, щоб уникнути небезпек. Доказ концепції закладе основу для майбутньої автономної системи запобігання зіткнень.

Не тільки стартапи намагаються створити автономні системи судноводіння. Редфорд зазначив, що Rolls Royce лідирує в розробці автономних кораблів. Його система Intelligence Awareness використовує практично всі типи гучних сучасних технологій: нейромережі, доповнена реальність, віртуальна реальність і LiDAR.

В режимі доповненої реальності, наприклад, живий потік відео з датчиків корабля міг би виявляти одночасно статичні і рухоміоб'єкти, накладаючи на сцену відомості про типи судів в області, а також про відстані до них, про курс та інші дані.

У той час як безпека є основною мотивацією для автоматизації судів — понад 1100 кораблів були втрачені за останні десять років — ці нові технології можуть зробити суду більш ефективними і менш дорогими в експлуатації.

Морська полювання зустрічає науку

Морські роботи можуть відігравати важливу роль у порятунку морів від екологічних загроз. Зокрема, від такої загрози, як крилатка. За даними Фонду підтримки океану, популяція цих отруйних ендемічних риб стрімко зростає, оскільки риба знаходить собі нові ареали проживання і їсть в тридцять разів більше, ніж влазить в шлунок. Вона стрімко скорочує популяції молодих рифових риб. Вчені та інженери розробляють автономних роботів для знищення інвазивного хижака.

У Вустерском політехнічному інституті, наприклад, студенти будують роботів з списами, які використовують машинне навчання і комп'ютерне зір, щоб відрізняти крилатку від інших видів. Студенти навчили алгоритми на тисячах різних зображень крилаток. В результаті вийшла машина для вбивства крилаток, яка може похвалитися точністю понад 95%.

Нова хвиля розумних, незалежних роботів пірнає, плаває і подорожує по океану і його найглибшим глибин. Ці автономні системи не обов'язково призначені для заміни людей — скоріше для того, щоб ми могли без ризику відправлятися туди, куди не могли раніше, або для підвищення безпеки на морі. Можливо, ці інновації будуть надихати роботів, які коли-небудь поринуть в глибини водних планет далеко від Землі.

Віримо? Розкажіть в нашому