Undervattensrobotar som kan tänka

Vid utplacering av autonoma undervattensfordon (AUV) lägger en ingenjör mycket tid på att skriva kommandon på låg nivå för att styra roboten att utföra en uppdragsplan. Nu ger en ny programmeringsmetod som utvecklats vid MIT och Woods Hole Oceanographic Institution robotar fler kognitiva förmågor, vilket låter människor specificera mål på hög nivå medan roboten räknar ut hur de ska uppnå dem.

Till exempel kan en ingenjör ge en robot en lista över platser att utforska, tillsammans med tidsbegränsningar och fysiska riktningar, som att hålla sig ett visst avstånd över havsbotten. Med hjälp av MIT-systemet planerar roboten ett uppdrag och väljer vilka platser som ska utforskas, i vilken ordning, inom en given tidsram. Om en oförutsedd händelse hindrar roboten från att slutföra en uppgift kan den välja att släppa den uppgiften.

I mars testade teamet, i samarbete med Schmidt Ocean Institute, systemet utanför Australiens västra kust, med hjälp av ett autonomt undervattensglidare. Under flera utplaceringar fungerade den säkert bland ett antal andra autonoma fordon samtidigt som den fick kommandon på högre nivå. Om ett annat fordon tog längre tid än väntat att utforska ett visst område, ändrade glidflygplanet sina prioriteringar och valde att stanna på sin nuvarande plats längre för att undvika potentiella kollisioner.

När systemet utvecklades tog en grupp under ledning av aero-astroprofessor Brian Williams inspiration från Star Trek-serien och rymdskeppets toppstyrningscenter. Företag , varefter Williams döpte systemet.

Precis som en hierarkisk besättning driver det fiktiva rymdskeppet, inkluderar Williams Enterprise-system nivåer av beslutsfattare. En komponent i systemet fungerar som en kapten som bestämmer var och när den ska utforskas. En annan komponent fungerar som en navigator och planerar en rutt för att uppfylla uppdragets mål. Den sista komponenten fungerar som läkare eller ingenjör, diagnostiserar problem och omplanerar självständigt.

Genom att ge robotar kontroll över beslutsfattande på högre nivå frigörs ingenjörer att tänka på övergripande strategi, säger Williams, som utvecklade ett liknande system för NASA efter att det tappade kontakten med Mars Observer dagar innan rymdfarkosten skulle börja kretsa runt Mars 1993. En sådan Systemet kan också minska antalet personer som behövs på forskningskryssningar och låta robotar arbeta utan att vara i kontinuerlig kontakt med ingenjörer, vilket gör att fordonen kan utforska mer avlägsna urtag i havet.

Om du tittar på havet just nu kan vi använda satelliter som kretsar runt jorden, men de penetrerar inte mycket under ytan, säger Williams. Du kan skicka sjöfartyg som skickar ett autonomt fordon, men det visar dig inte mycket. Denna teknik kan erbjuda ett helt nytt sätt att observera havet, vilket är spännande.

Dölj