или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

schedule 07.04.2015 в 13:20 link робот-исследователь беспилотники БПВС Icefin Georgia Tech
Команда ученых и инженеров из Технологического института Джорджии разработала беспилотный подводный аппарат для Антарктиды. Они испытали транспортное средство на глубине 500 метров в Балтийском море, - сообщает Robotics.ua.

Роботизированное транспортное средство под названием Icefin несет научную аппаратуру и способно измерять состояние океана подо льдом. Показания Icefin об окружающей среде под шельфовыми ледниками Антарктиды и видео жизни в этих суровых условиях, помогут понять, как шельфовые ледники Антарктиды меняются в условиях потепления, и как организмы могут выживать в холодных и темных средах. Технологии, разработанные для Icefin, также помогут в поисках жизни на других планетах, а именно Европе, спутнике Юпитера. Ледяные океаны Антарктиды удивительно похожи на верхние слои океанов Европы.



«Мы построили аппарат, который является гибридом между действительно маленькими зондами и морскими судами. Мы можем развернуть его через скважины на Антарктиде», сказала Бритни Шмидт (Britney Schmidt), доцент в Институте земных и атмосферных наук (EAS) и главный исследователь по проекту Icefin. «В то же время мы продвигаем гипотезу для изучения Европы и понимания системы океана. Мы также разрабатываем комфортные технологии, которые занимаются полярными науками и, в конечном счете, изучение Европы становится более реалистичным».
Icefin был развернут в рамках подводной миссии морских ледников и программы аналоговых планетарных экосистем, финансируемой NASA и поддерживаемой NSF. Исследовательская группа вернулась из Антарктиды в декабре 2014 года. Icefin планирует сделать свой дебют в Арктике летом 2016 года, с возвращением на Антарктиду, как надеется команда.

Покоряя глубины океана

На станции Мак-Мердо Шмидт и команда ученых из Georgia Tech и инженеров научно-исследовательского института GTRI, во главе с главным инженером исследования Миком Уестом, развернули Icefin для исследования нижних шельфовых ледников континента.



«Что действительно выделяет Icefin от некоторых других транспортных средств, то, что это довольно компактный аппарат, который имеет все необходимые датчики», сказал Уэст. «Наша машина имеет приборы на борту как для навигации, так и океанологии, которых другие транспортные средства не имеют».

Южный океан может иметь глубину до 5000 метров. Icefin способен погружаться на 1500 метров и выполнять три-километровые обследования. Предыдущие транспортные средства класса Icefin были рассчитаны на несколько сотен метров.

«Мы видели доказательства сложных организмов на морском дне, которые никогда не наблюдались раньше с беспрецедентной детализацией интерфейса океана, что не было достигнуто раньше», сказал Шмидт.

Видео, снятое Icefin, показывает удивительные кадры морского дна на глубине 500 метров под шельфовым ледником Росса.



«Биологи Мак-Мердо были просто поражены количеством живых организмов в этом месте: морские звезды, губки и анемоны, которые были на дне океана», сказал Уэст. «Наше первое погружение произошло через небольшое отверстие во льду и прошло весь путь ко дну океана, сняв бесценное видео.»

Icefin изначально был создан, чтобы добраться до дна. Партнерство между научно-ориентированным GTRI и академически ориентированным Институтом земных и атмосферных наук позволило команде проектировать, строить и развертывать Icefin подо льдом менее чем за год. Традиционные циклы проектирования для этих типов транспортных средств, как правило, длятся до трех лет.

Команда должна была разобраться с решением ряда проблем, связанных с установкой Icefin в таких экстремальных условиях. Например, стандартные системы электроники обычно не рассчитаны на экстремальные температуры под шельфовым ледником Росса.

«Мы рассчитали100 случаев действия, если что-то пойдет не так», сказал Уэст. «Но проведя много анализов, нам повезло не использовать никакой из них.»
После того, как Icefin был собран, он был развернут через отверстие во льду размером 12 дюймов в диаметре и 20 метров в глубину. Скважины часто пробуриваются в Антарктиде для отбора проб донных отложений.

Традиционные подводные аппараты, развернутые в Антарктиде, являются либо «бродячими глазами», потому что они несут только видеокамеры, либо гораздо более крупными транспортными средствами, которые могут быть развернуты только на краю шельфового ледника. Icefin заполняет пробел между этими двумя видами транспортных средств: он в состоянии легко разворачиваться в любых условиях и способен принимать океанографическую информацию, которая традиционно достается большими аппаратами.

Сильная команда и вспомогательные технологии

«Icefin является наиболее способным небольшим устройством», сказала Шмидт. «То, что действительно полезно, это то, что мы смогли привлечь некоторых выдающихся студентов в проектирование, строительство и развертывание транспортного средства».

Аспирант Энтони Спирс и студент Мэтью Мейстер также из Georgia Tech активно участвовали в дизайне робота. Они также играют важную роль в интеграции и развертывании Icefin, наряду с постдокторантом EAS Кэтрин Уолкер и аспирантом Джейкобом Буффо из научной группы Icefin.

Icefin имеет вверху и внизу инструменты для обработки изображений, сонары и несколько различных датчиков. Робот также модульный, похож на транспортные средства, используемые в космических миссиях. Ученые могут изменять датчики или размещать их по разным сторонам по мере необходимости.

Традиционный GPS не работает подо льдом, поэтьому, согласно robotics.ua,  Icefin использует навигационную систему под названием SLAM (синхронная локализация и отображение) для триангуляции своей позиции, основанную на измерении дальности и азимута функций на морском дне или подо льдом.

«Использование алгоритмов, таких как SLAM, позволяет построить карту неизвестной подледной среды. Если вы сможете сделать это, вы получите 3D картину того, что происходит под водой», - сказал Уэст.

Датчики на Icefin помогают ученым понять, как океан влияет на свойства льда, и как лед влияет свойства океана. Обмен между океаном и льдом является биологическим процессом, что влияет на климатическую систему и контролирует стабильность ледников.

«Эти важные процессы, над которыми мы можем работать здесь, в нашей лаборатории, помогут нам понять, как ледяная оболочка будет отражать химический состав океана на Европе», сказала Шмидт. «Ледяная оболочка появляется из океана, но, как этот процесс работает, пока не совсем известно.»

Комментарии: