Az óceán hatalmas, és a megértésére tett kísérletek még mindig nagyrészt a felszín mélyén zajlanak. Az (Amerikai) Nemzeti Óceán- és Légkörkutató Szervezet szerint a nagy kékség mintegy 80 százaléka „feltérképezetlen, megfigyeletlen és feltáratlan” – írja cikkében a Popular Science. A Caltech laboratóriumában kifejlesztett új vízi robotok mélyebbre merészkedhetnek, és személyre szabottabb víz alatti feladatokat vállalhatnak.
„Olyan megközelítést képzelünk el a globális óceánkutatáshoz, amelyben kisebb, különböző típusú robotrajokat használunk, és benépesítjük velük az óceánt a nyomon követés, az éghajlatváltozás és az óceán fizikájának megértése céljából” – mondja John O. Dabiri, a Kaliforniai Technológiai Intézet repülés- és gépészmérnöki professzora.
A CARL-Bot (Caltech Autonomous Reinforcement Learning Robot) egy tenyér méretű vízi robot, amely úgy néz ki, mint egy kapszula és egy polip keresztezése. Motorok segítségével úszik, súlyokkal van ellátva, hogy egyenesen maradjon, és olyan szenzorokkal rendelkezik, amelyek képesek érzékelni a nyomást, a mélységet, a gyorsulást és a tájékozódást. Mindent, amit CARL csinál, a benne lévő mikrokontroller hajtja, amelynek az 1 megabájtos processzora kisebb, mint egy postabélyeg.
Jelenleg távolról vezérelhető CARL. De ahhoz, hogy valóban eljusson az óceán legmélyebb pontjaira, ahhoz meg kell tanulnia, hogyan navigáljon a hatalmas területen önállóan. Ennek érdekében olyan mesterségesintelligencia-algoritmusokat fejlesztettek ki CARL számára, amelyek megtanítják a közvetlen környezetében bekövetkezett változások és a korábbi tapasztalatok alapján tájékozódni.
CARL képes döntéseket hozni, akár menet közben módosíthatja az útvonalát, hogy az áramlatokat megkerülve manőverezzen, és eljusson a céljához. Vagy az akkumulátorból származó „minimális energiát” felhasználva egy kijelölt helyen maradhat.
CARL ereje az emlékekben rejlik
CARL programozása lehetővé teszi, hogy emlékezzen a korábbi küldetések során megtett hasonló útvonalakra, és az ismétlődő tapasztalatok során egyre jobb legyen az óceán mintavételezésében, kevesebb idő és energia felhasználásával.
A gépi tanulás nagy része szimulációban történik, ahol minden adatpont tiszta. De ennek átültetése a való világba nehézkesebb. Az érzékelők néha túlterheltek, és előfordulhat, hogy nem veszik fel az összes szükséges mérőszámot.
CARL szoftvere inspirálhatja a következő bionikus medúzát
Tavaly év elején napvilágra került egy tanulmány arról, hogyan tudták elektromos áramütésekkel irányítani egy medúza mozgását. Lehetséges, hogy egy CARL-hoz hasonló gépi tanulási algoritmusokat tartalmazó chip hozzáadása lehetővé tenné a kutatók számára, hogy jobban irányítsák a medúzákat az óceánban.
CARL önmagában is hasznos eszköz lehet az óceánok megfigyelésében. A meglévő műszerek, például az Argo úszóeszközök mellett dolgozhat, és önálló küldetésekre is indulhat, hogy finomabb feltárásokat végezzen, mivel közel tud kerülni a tengerfenékhez és más törékeny struktúrákhoz. A biológiai organizmusok, például egy halraj követésére is alkalmas.
„Egy nap a jövőben elképzelhető, hogy 10 000 vagy egymillió CARL dolgozik az óceánban, hogy egyszerre mérje azokat az adatokat, amelyekhez ma egyszerűen nem férünk hozzá, így képet kapunk arról, hogyan változik az óceán” – mondja John O. Dabiri. „Ez nagyon fontos lesz az éghajlati előrejelzések modellezéséhez, de ahhoz is, hogy megértsük, hogyan működik az óceán.”
Némethi Botond, NEW technology