Студенты Вустерского политехнического института, США, помогают бороться с серьёзной экологической угрозой, разрабатывая автономного подводного бота. Устройство поможет охотиться на агрессивных полосатых крылаток.
Используя гарпуны и машинное обучение, робот сможет выслеживать и убивать крылаток без присмотра со стороны человека.
Поясним, что полосатая крылатка является серьёзной экологической проблемой. По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований США, более миллиона этих хищников паразитируют в тёплых водах Карибского бассейна, Багамских островов и у южного и восточного побережий США.
Естественные места обитания крылоток — тропические воды Индийского и Тихого океанов, у берегов Китая, Японии и Австралии, и ещё 25 лет назад её не было в водах того же Карибского бассейна. Сейчас же существо расплодилось и угрожает экосистеме Карибского моря, уничтожая многие виды коралловых рыб.
Анализ ДНК показал, что все крылатки, обитающие в водах от Новой Англии до Венесуэлы, берут своё начало от нескольких особей. Иными словами, рыба, скорее всего, появилась в этом регионе из-за нескольких коллекционеров, которые в своё время выбросили свои "запасы" из аквариумов в океан.
К сожалению, это не единственный пример такого рода для США (похожим образом во Флориде размножились и стали проблемой вараны) и мира в целом. Обеспеченные люди покупают экзотических животных в других странах, а затем, не консультируясь со специалистами по этим существам, попросту выбрасывают их на улицу, когда они начинают создавать проблемы из-за неправильного ухода или содержания. Такая безответственность порой становится проблемой целого региона или даже страны.
Основная проблема с крылаткой заключается в том, что у неё ненасытный аппетит. Существа легко проглатывают рыб длиной до двух третей собственной (сами рыбы вырастают в длину примерно до 30 сантиметров). При этом у хищника нет естественных врагов в "оккупированных" водах, местные виды полностью игнорируют его.
По словам специалистов, один из самых эффективных способов ловли инвазивного вида — охота аквалангистов на них. В некотором смысле, это неплохая идея. В США поощряют охоту на крылаток, и, несмотря на её ядовитые колючки, рыба является вполне съедобной.
Загвоздка в том, что аквалангисты не могут работать на глубине свыше 33 метров, а значит, крылатка всё равно может найти там убежище.
По этим причинам ряд организаций считает, что только роботы помогут справиться с нашествием опасных рыб. Правда, такие устройства обычно привязаны к дистанционно пилотируемым транспортным средствам. Им также необходим оператор для работы.
В связи с этим студенты Вустерского политехнического института решили разработать робототехническую систему, способную убивать крылатку самостоятельно. Более того, такая система, согласно задумке, должна отличать крылатку от других морских существ.
Новый робот предназначен для автоматического выслеживания и убийства крылаток без помощи оператора.
В основе робота лежат две системы. Первая – платформа искусственного интеллекта, использующая машинное обучение, передовые библиотеки программ для технического зрения, программное обеспечение на основе нейронных сетей и модели компьютерного зрения, чтобы помочь роботу выявлять крылаток.
Подобная система использует базу данных из тысячи изображений крылаток, а также иллюстраций других существ. Робот должен знать, кого убивать не нужно.
Вторая система представляет собой вращающийся крепёж гарпуна. Он состоит из крутящегося цилиндра, в котором находится восемь плавучих копий.
Как только робот распознает крылатку, он изменит курс, дабы убить её. При приближении к крылатке металлический стержень вонзает копьё в рыбу. По мере того как стержень втягивается обратно, плавучий кончик копья отсоединяется, и его подъёмная сила тянет крылатку к поверхности воды, где её можно легко собрать.
Как сообщается в пресс-релизе исследования, "поскольку рыба является деликатесом, робот также может стать новым источником дохода для местных рыбаков". Рыбак может использовать несколько роботов, чтобы увеличить свой улов.
По мере выбрасывания копий робот теряет свою плавучесть. Чтобы компенсировать это, исследователи построили водонепроницаемую, наполняемую воздухом камеру, которая слегка увеличивается после каждой потери наконечника копья (стержень остаётся, лишь его кончик вместе с рыбой всплывает к поверхности воды). Цель – вернуть роботу плавучесть.
Специалисты также разработали водонепроницаемую камеру для защиты материнской платы и электроники робота от солёной воды. Разработчики говорят, что новый бот создан для совместной работы с коммерческими автономными роботами.
Добавим, что авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее рассказывали о похожих разработках. Так, корейские инженеры создали робота, уничтожающего медуз.
Другие же устройства помогают в изучении подводного мира, например, учёным в будущем, вероятно, будут помогать роботы с мягким захватом.
