近日，一個(gè)歐洲科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種可在水下收集垃圾的機(jī)器人系統(tǒng)，并成功進(jìn)行了原型機(jī)的測試。該機(jī)器人系統(tǒng)由4個(gè)自主機(jī)器人組成，能通過深度學(xué)習(xí)算法和聲學(xué)傳感器將垃圾與海洋動(dòng)植物區(qū)分開來。
歐盟在“地平線2020”框架下向海底收集垃圾項(xiàng)目資助500萬歐元，希望研發(fā)機(jī)器人系統(tǒng)來收集海底垃圾。現(xiàn)在，這個(gè)名為“凈海”的聯(lián)合研究項(xiàng)目成功完成了原型機(jī)的測試。該項(xiàng)目由來自5個(gè)國家的8個(gè)合作伙伴和49名研究人員共同參與。
“凈海”項(xiàng)目的機(jī)器人系統(tǒng)由4個(gè)自主機(jī)器人組成，包括一個(gè)自主(或遙控)的母船、一架無人機(jī)和兩個(gè)水下機(jī)器人。這兩個(gè)水下機(jī)器人通過纜線從母船上獲得電力。無人機(jī)和其中一個(gè)水下機(jī)器人用來識別垃圾。它們通過深度學(xué)習(xí)算法和聲學(xué)傳感器將垃圾與海洋動(dòng)植物區(qū)分開來。使用定制設(shè)計(jì)的抓取器和抽吸設(shè)備收集檢測到的垃圾，然后將其放到位于水面的收集箱中。
空中飛行的無人機(jī)可將收集的信息生成一個(gè)虛擬地圖。然后，水下機(jī)器人會(huì)駛過地圖上的某些點(diǎn)并收集垃圾。通過所謂的多主體控制技術(shù)，所有機(jī)器人都相互連接，當(dāng)一個(gè)機(jī)器人改變位置時(shí)，其他機(jī)器人就會(huì)知道。除了一個(gè)機(jī)器人的初始命令外，整個(gè)系統(tǒng)無須人工干預(yù)。
水下機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)
水下機(jī)器人可在高度危險(xiǎn)環(huán)境、被污染環(huán)境以及零可見度的水域代替人工在水下長時(shí)間作業(yè)，水下機(jī)器人上一般配備聲吶系統(tǒng)、攝像機(jī)、照明燈和機(jī)械臂等裝置，能提供實(shí)時(shí)視頻、聲吶圖像，機(jī)械臂能抓起重物，水下機(jī)器人在石油開發(fā)、海事執(zhí)法取證、科學(xué)研究和軍事等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
水下機(jī)器人的缺點(diǎn)
由于水下機(jī)器人運(yùn)行的環(huán)境復(fù)雜，水聲信號的噪聲大，而各種水聲傳感器普遍存在精度較差、跳變頻繁的缺點(diǎn)，因此水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，濾波技術(shù)顯得極為重要。水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中普遍采用的位置傳感器為短基線或長基線水聲定位系統(tǒng)，速度傳感器為多普勒速度計(jì)會(huì)影響水聲定位系統(tǒng)精度。因素主要包括聲速誤差、應(yīng)答器響應(yīng)時(shí)間的丈量誤差、應(yīng)答器位置即間距的校正誤差。而影響多普勒速度計(jì)精度的因素主要包括聲速c、海水中的介質(zhì)物理化學(xué)特性、運(yùn)載器的顛簸等。
參與該項(xiàng)目的德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)為機(jī)器人提供人工智能算法，教會(huì)水下機(jī)器人何時(shí)以及在何種條件下以某種方式移動(dòng)。一旦發(fā)現(xiàn)并定位了垃圾，即便遇到強(qiáng)大的潮流，機(jī)器人也會(huì)堅(jiān)持圍繞它移動(dòng)。同時(shí)，算法力求用盡可能少的數(shù)據(jù)作出好的預(yù)測。“凈海”項(xiàng)目的目標(biāo)是以80%的預(yù)測率對水下垃圾進(jìn)行分類，并成功收集其中的90%，大致與潛水員的工作效果相當(dāng)。
資料來源：科技日報(bào)、百科
原標(biāo)題：海底垃圾有“人”分類 定位目標(biāo)執(zhí)行任務(wù)