robô comunicação subaquática

Frota de robôs assume tarefas de comunicação subaquática


Em um estaleiro da Marinha em San Diego, uma nova geração de robôs subaquáticos está aprendendo a se comunicar e colaborar para inspecionar barcos, pontes, oleodutos e outras estruturas submarinas. Desenvolvido por Joshua Mangelson, doutorando em Robótica da Universidade de Michigan, os veículos autônomos superam os muitos desafios impostos pela água turva ao simplificar a maneira como os robôs coordenam e comunicam.

A água, enquanto base da vida para muitos, significa morte para comunicação sem fio. “Abaixo de um ou dois metros de água, o Wi-Fi é cortado completamente”, disse Mangelson. “O mesmo com os sinais de GPS. Isso ocorre porque a água atenua os sinais eletromagnéticos muito rapidamente, o que torna a exploração subaquática e o mapeamento de um problema muito interessante ”.

Em vez das comunicações sem fio usadas acima do mar, as comunicações sem fio subaquáticas dependem de transmissões por luz ou acústicas. A comunicação subaquática à base de luz ainda é subdesenvolvida na pesquisa, mas pode exigir clara linha de visão entre os veículos em águas muitas vezes turvas.

Robô faz tarefas aquáticas

“Usar som e acústica só permite a comunicação de bits por segundo”, disse Mangelson. “Um colega de laboratório anterior comparou a comunicação subaquática ao envio de um tweet por minuto – e esse é um tweet com apenas caracteres, sem foto.”

Durante uma inspeção subaquática, a equipe de robôs precisa deixar um ao outro saber para onde estão indo e onde estiveram. Se os robôs tinham a largura de banda de comunicação disponível a partir de dados de localização Wi-Fi ou a partir de GPS, eles poderiam determinar a localização e orientar-se usando objetos comuns captadas por sensores ou até mesmo enviar coordenadas exatas. Mas a comunicação de dados tão pesados ​​é atualmente impossível.

Com essa falta de largura de banda de comunicações subaquáticas, Mangelson precisava simplificar e condensar o que os robôs diziam uns aos outros.

“À medida que os robôs se movem pelo ambiente subaquático, eles medem a batimetria, ou a profundidade do fundo do mar, e como isso muda”, explicou Mangelson. “Usando nossa estrutura de otimização, os robôs podem usar os dados de batimetria para alinhar suas trajetórias.” Só capaz de sussurrar em pings acústicos, os robôs enviar e receber esses dados de profundidade esparsas e, utilizando a solução da Mangelson, pode usá-lo para trabalhar em conjunto no mapeamento e inspecionando objetos submersos.

Importante para a solução de Mangelson é que ela não depende de nenhum dado de localização inicial, como coordenadas de GPS. Isso ocorre porque a abordagem é baseada na otimização convexa, que, ao contrário de outros tipos de otimização, não requer uma estimativa inicial da solução para encontrar a solução ideal. Mangelson projetou o problema para que não houvesse outras respostas possíveis que o algoritmo pudesse confundir para sua solução universal, o que também torna sua abordagem mais robusta.

O documento que descreve o trabalho, “Comunicação Constrained Trajetória alinhamento para Multi-Agent Inspeção via Programação Linear”, ganhou o primeiro lugar no concurso de cartazes estudante na / MTS Conferência OCEANS IEEE OES.

Mangelson continua a testar e avançar esta pesquisa em experimentos com a Marinha em San Diego e a Guarda Costeira em Boston, o que lhe permite encontrar problemas do mundo real com a tecnologia.

“Durante os experimentos de teste de campo, você precisa lidar com o ambiente real, como vazamento de hardware, além de desenvolver seus algoritmos, para que os algoritmos fiquem mais próximos da realidade. Essa é uma das razões pelas quais eu estou interessado em robótica de campo, porque você se senta exatamente na fronteira entre a teoria e a aplicação. ”

Mangelson espera expandir o número de robôs que navegam em sua frota e, eventualmente, permitir inspeções rápidas e automatizadas de embarcações e infraestruturas importantes.

A pesquisa foi apoiada pelo Escritório de Pesquisa Naval sob o prêmio N00014-16-1-2102.

Via Robotics – Michigan University

Frota de robôs assume tarefas de comunicação subaquática
5 (100%) 1 vote

Artigos relacionados

Tecnologia chinesa de reconhecimento de imagem identifica as pessoas pela maneir... As autoridades chinesas começaram a implantar uma nova ferramenta de vigilância: o software de "reconhecimento de marcha", que usa as formas do corpo ...
Como a Blockchain mudará a indústria da música As tecnologias baseadas em Blockchain agilizam os direitos de propriedade e ajudam a fornecer um pagamento justo para quem trabalha com música, ao me...
Inteligência artificial elucida a causa raiz da violência religiosa A inteligência artificial pode nos ajudar a entender as causas da violência religiosa e controlá-la, de acordo com uma nova colaboração da Universidad...
Algoritmo inspirado no cérebro ajuda redes neurais a lembrar Os neurocientistas da Universidade de Chicago descobriram uma adaptação de um mecanismo do cérebro que pode melhorar a capacidade das redes neurais ar...