Dronas, dislokuojantis naują biologinį įkvėptą projektą „Ceti Tag“. | © Jaime Rojo nuotrauka
„Cetacean“ vertimo iniciatyvos, dar žinomos kaip projekto CETI, tyrėjai nuo 2020 m. Dirbo naudodamiesi robotika ir dirbtiniu intelektu, norėdami sekti spermos banginius ir žmogiškai rinkti informaciją apie juos. Galų gale organizacija tikisi iššifruoti spermos banginių vokalizavimą.
Anksčiau Roboto ataskaita Apžvelgė, kaip projektas CETI kuria savo biologiškai įkvėptas siurbimo puodelio etiketes ir kaip jis sukūrė specialias AI rėmus, kad nustatytų, kur pavyks spermos banginiai. Jos pastangos pelnė 2025 RBR50 robotikos inovacijų apdovanojimą. Komanda giliau pažvelgė į dronus, kuriuos jis naudoja, kad padėtų etiketes ant banginių.
Pataikę į banginį, projekto „Ceti“ etiketės surenka bioakustiką, širdies ritmą, nardymo gylį ir kūno orientaciją. Be robotikos tyrėjai gali pritaikyti etiketes artėjant prie banginio iš valties ir tada naudoti ilgą prailginimo stulpą, kad padėtų etiketę. Tai logistiškai sudėtingas ir tvirtesnis metodas, reikalaujantis įgūdžių ir tikslumo.
Dabar „Project Ceti“ naudoja pirmojo asmens „View“ (FPV) lenktynių dronus. Komanda juos modifikavo, kad galėtų atlaikyti „Seawater“ poveikį ir aprūpina juos pasirinktine sąsaja, leisdama jiems išleisti etiketę, kai ji pritaikoma ant banginio nugaros.
„Ši drono klasė buvo natūralus pasirinkimas, nes jis pagrįstas atvirojo kodo aparatūros/programinės įrangos platforma“,-pasakojo „Project Ceti“ robotikos vadovas Robertas J. Woodas Roboto ataskaita. “Žymai nešiotis yra pakankama galia ir naudinga. Platforma buvo skirta labai manevringai – priešingai nei stabilesniems dronams, pavyzdžiui, vaizdo įrašams – ir jie yra palyginti nebrangūs.”
Wood taip pat yra inžinerijos ir taikomųjų mokslų profesorius Harvardo universitete ir „National Geographic Explorer“.
Banginių žymėjimas ateina į tobulą laiką
Spermos banginiai gali nardyti giliai ir likti po vandeniu maždaug 45 minutes, ir jie gali būti paviršiuje tik nuo aštuonių iki 10 minučių. Projektas Ceti turi žymėti banginius per šį mažą laiką. Komanda nusprendė naudoti oro dronus dėl savo greičio.
„Laikas, kai banginiai yra paviršiuje, yra labai trumpas langas, ir kadangi vandens dronai būtų daug lėtesni nei oro dronai, tam reikės pažangių žinių apie tai, kur ir kada banginiai paviršiaus“, – teigė Woodas. „Ši prognozė yra aktyvi tyrimų sritis – mano CETI bendradarbė Stephanie Gil – taigi ateityje tai galėtų tapti perspektyviu požiūriu“.
„Nepaisant to, oro dronai yra pigūs ir lengvai veikiami, todėl įsivaizduoju, kad dabartinis mūsų požiūris su oro dronais tęsis artimiausioje ateityje“, – pridūrė jis. „Be to, mes taip pat esame suinteresuoti kurti paviršiaus dronus, kuriuose bus hidrofono masyvų, kad būtų galima klausytis banginių paviršiaus ir pateikti tuos duomenis į prognozavimo algoritmus, kur jie pasirodys.“
Projekto „Ceti“ dronus šiuo metu nuotoliniu būdu kontroliuoja kvalifikuoti operatoriai. Bandymo metu dislokavimo laikas buvo vidutiniškai maždaug 1 minutė ir 15 sekundžių.
„Šiuo metu dauguma nesėkmių tiesiog klaidina“, – teigė Woodas. “Labai sudėtinga, kai artėjimas prie banginio ir bangų judesio yra labai sudėtingas. Mūsų pilotas yra puikus, tačiau tas paskutinis manevras neabejotinai yra viena sunkiausių dalių.”
Projektas CETI atnaujina dronus vandenyno sąlygoms
Dauguma dronų nėra pasirengę susitvarkyti su sunkiomis sąlygomis, su kuriomis susiduria Ceti jūra. Kad dronai būtų mažiau jautrūs vandens pažeidimams, komanda sukūrė metodą, skirtą apsaugoti elektroninius komponentus nuo purslų ar visiško panardinimo į vandenį.
„Svarbiausi pokyčiai buvo susiję su hidroizoliacija, tačiau nepažeidžiant transporto priemonės veikimo“, – sakė Wood. „Tai nėra per daug sudėtinga daugumai statinių komponentų – mes turime procesą, kurio metu mes galime naudoti cheminės garų dispozicijos sistemą, kad visi elektros komponentai būtų padengti hermetiškai plonu plastikine plėvele. Ir mes pridedame plūdės, jei nusileisime vandens.“
„Sudėtingiausios dalys yra varikliai, nes mes negalime dengti tų pačių taip pat, kaip ir statiniai komponentai, todėl turime naudoti specialų tepalą. Lauko priežiūra yra nepaprastai svarbi norint išlaikyti savo laivyną vykdoma tvarka“,-aiškino jis.
Be hidroizoliacijos, komanda įdiegė saugos priemones, kad užtikrintų, jog dronas žymėjimo metu nepakenks banginiui. Projektas CETI įrengė pasirinktinius 3D atspausdintus apsaugus aplink kiekvieną rankos galūnę, kad apsaugotų banginį nuo drono besisukančių sraigtų.
Projektas Ceti taip pat turėjo pasiruošti laikui, kai dronas gali patekti į vandenį ir nuskęsti. Norėdami tai neutralizuoti, komanda padarė droną labiau plūdurią, kad ji plūdo į paviršių, todėl būtų lengviau atsiimti.
Pamokos, išmoktos iš bandymo ir tolesnių projekto CETI veiksmų
Nuo tada, kai naudojosi dronais, „Project Ceti“ padidino diegimo sėkmės procentą, viršijantį 55%. Šis metodas taip pat yra mažiau invazinis nei rankinis, nes nereikalauja, kad komanda priartės prie banginių valtyje.
„Mūsų didžiausios pamokos buvo dvejopos: pirma, lauke viskas yra daug sunkiau nei laboratorijoje“, – teigė Woodas. „Tai turbūt akivaizdu, tačiau tai yra viena iš sudėtingesnių lauko robotikos programų, kurias galiu įsivaizduoti, todėl viskas, kas gali suklysti, suklys, todėl pasirengimas yra toks pat svarbus kaip mūsų roboto ir valdiklio dizainas“.
„Antra, šie gyvūnai yra nenuspėjami, todėl bet koks su jais susidūrimas yra brangus“, – tęsė jis. „Mes išmokome kuo labiau įvertinti bet kokią galimybę su jais bendrauti … ne tik šokinėjant proga juos studijuoti, bet ir tai padaryti pagarbiai ir švelniai.“
Žvelgiant į priekį, Wood sakė, kad projektas CETI yra suinteresuotas visiškai automatizuoti žymėjimo procesą.
„(Automatizavimas žymėjimo procesas) yra dabartinis mūsų dėmesys. Nenaudojant ML (mašininio mokymosi) metodų, nes norime būti atsargesni, o ML pagrįsti valdymo metodai neišvengiamai turėtų daug nesėkmių, kurios galėtų rizikuoti dronu ar netgi paveikti banginį mažiau gaudymo“,-sakė jis.
„Taigi mes artėjame prie to iš konservatyvesnio, klasikinio kontrolės požiūrio“, – pažymėjo Woodas. „Pirmą kartą prasideda regėjimo sistema, kurią sukuria mūsų MIT bendradarbiai, identifikuojantys banginius, jų dydį, orientaciją ir kt., Ir sukuria taikinį, kur saugiai išdėstyti etiketę. Likusi proceso dalis apima tipiškesnę valdymo sistemą, kuri manevruoja droną į tikslinę vietą prieš išleidžiant etiketę“.
