Bài học rút ra chính
- Các nhà nghiên cứu đang làm việc trên các phương tiện tự hành mới dưới nước để nghiên cứu những thay đổi trong đại dương.
- Một giáo sư của MIT đang sử dụng các kỹ thuật máy tính tiên tiến để phát triển vây cho robot dưới nước.
- Dữ liệu do robot dưới nước thu thập có thể cải thiện các mô hình biến đổi khí hậu.
Một thế hệ mới của phương tiện tự hành dưới nước (AUV) có thể cách mạng hóa hoạt động khám phá dưới biển và làm sáng tỏ tình trạng ấm lên của đại dương.
Một số phương tiện dưới nước mới, như dự án Mare-IT, được thiết kế cho các mục đích công nghiệp như kiểm tra giàn khoan hoặc tuabin gió. Robot dưới nước hai vũ khí của dự án được sử dụng cho các nhiệm vụ kiểm tra và bảo trì phức tạp. Nhưng các nhà nghiên cứu cho biết nhu cầu cấp thiết hơn là khám phá khoa học.
"Chúng ta cần đo lượng nhiệt mà đại dương và bầu khí quyển đang hấp thụ mỗi năm", Hugh Roarty, một kỹ sư đại dương tại Đại học Rutgers và Thành viên IEEE, nói với Lifewire trong một cuộc phỏng vấn qua email. "Điều này sẽ giúp cung cấp hướng dẫn về các mô hình khí hậu mà chúng tôi đang sử dụng để đưa ra quyết định và định hình chính sách."
Drone dưới nước
Dự án Mare-IT thể hiện cách các phương tiện dưới nước ngày càng giống robot.
Thủ công Mực nang do Mare-IT chế tạo có hai hệ thống gắp sâu được gắn vào mặt bụng của nó để điều khiển các vật thể dưới nước. Do thiết kế đặc biệt và khả năng điều khiển dựa trên AI, nó có thể thay đổi trọng tâm và lực nổi trong khi lặn, đồng thời áp dụng và duy trì bất kỳ hướng nào.
Các kỹ sư đại dương cũng đang sử dụng những tiến bộ trong máy tính để tạo ra những chiếc vây cá linh hoạt và biến hình để sử dụng trong robot dưới nước. Giáo sư Wim van Rees của MIT và nhóm của ông đang sử dụng các phương pháp mô phỏng số để khám phá các thiết kế cho các thiết bị dưới nước có mức độ tự do tăng lên, chẳng hạn như vây giống cá.
"Cá có hệ cơ bên trong phức tạp để thích nghi với hình dạng chính xác của cơ thể và vây của chúng," van Rees nói trong một bản tin. "Điều này cho phép chúng tự đẩy mình theo nhiều cách khác nhau, vượt xa những gì mà bất kỳ phương tiện nhân tạo nào có thể làm về khả năng cơ động, nhanh nhẹn hoặc thích ứng."
Các kỹ thuật do van Rees tiên phong có thể dẫn đến các loại UAV mới. Roarty nói: Các nền tảng và phương tiện tự hành tốt hơn có thể cho phép các nhà nghiên cứu thực hiện các phép đo quá tốn kém cho các tàu nghiên cứu.
Mắt sâu
Có được bức tranh rõ hơn về những gì dưới nước có thể giúp chúng ta hiểu những gì đang xảy ra với phần còn lại của hành tinh. Graeme Rae, Giám đốc điều hành của công ty nghiên cứu đại dương Hyperkelp, nói với Lifewire trong một cuộc phỏng vấn qua email cho đến nay, đại dương bao phủ 70% diện tích trái đất, nhưng cho đến nay, chỉ có 20% bề mặt được lập bản đồ.
"Tuy nhiên, lập bản đồ bề mặt không cho bạn biết những gì sống ở đó và điều kiện như thế nào, và với vô số loài chưa biết sống trong đại dương," ông nói thêm. "Chúng ta cần hiểu cách họ sống cùng nhau và tương tác với nhau và biến đổi khí hậu đang ảnh hưởng đến họ như thế nào."
Để nghiên cứu đại dương một cách hiệu quả, các nhà nghiên cứu cần đo đạc tại chỗ bằng máy ảnh và con người trên tàu lặn. Hiện tại, chỉ có khoảng 10 phương tiện thủy thủ đoàn trên thế giới có khả năng thực hiện nghiên cứu chuyên sâu này, Rae nói.
"Hãy tưởng tượng bạn đang cố gắng tìm hiểu thời tiết, hệ thực vật và động vật của toàn nước Mỹ bằng cách hạ cánh một chiếc Cessna ở một địa điểm, ở lại trong vài giờ, chụp ảnh và đo đạc, sau đó rời đi," ông nói. "Các nhiệm vụ của thủy thủ đoàn tới đáy biển là như vậy."
Công ty HyperKelp củaRae đang làm việc trên một hệ thống theo dõi nước băng tan chảy ra ngoài khơi Greenland. Các nhà khoa học cần các cảm biến có thể ở trên trạm và đo độ mặn và nhiệt độ ở nhiều độ sâu để có được bức tranh rõ ràng về tốc độ tan chảy của các sông băng, Rae nói. Các phép đo có thể đưa ra những ước tính tốt hơn về mực nước biển dâng trên toàn cầu.
"Phương pháp của chúng tôi là trở thành một phép đo dựa trên phao liên tục có thể đo lường và báo cáo trong khoảng thời gian hàng tháng hoặc thậm chí hàng năm tại cùng một vị trí", Rae nói.
Terry Tamminen, Giám đốc điều hành của AltaSea, nói với Lifewire trong một cuộc phỏng vấn qua email. Tổ chức phi lợi nhuận của anh ấy đang hợp tác trên các tàu lặn công nghệ cao sáng tạo.
"Rong biển có thể trở thành nguồn thực phẩm, nhiên liệu, năng lượng, dược phẩm, vật liệu công nghiệp, và một kho lưu trữ carbon lớn", ông nói.
