Navio autônomo Saildrone para estudar os oceanos, o clima e a vida marinha da Terra

Uma empresa iniciante chamada Saildrone afirma que seus veículos não tripulados estão ajudando a estudar o clima da Terra, a vida marinha, o fundo do oceano e muito mais.

A tecnologia de coleta de dados náuticos da startup rastreou furacões de perto no Atlântico Norte, descobriu uma montanha submarina de 3.200 pés no Oceano Pacífico e começou a ajudar a mapear todo o fundo dos oceanos do mundo.

Com sede na área da Baía de São Francisco, a empresa desenvolve veículos autônomos de superfície não tripulados (USVs) que carregam uma ampla gama de sensores.

Seus fluxos de dados são processados ​​em módulos Nvidia Jetson para IA no limite e estão sendo otimizados em protótipos com o kit de desenvolvimento de software Nvidia DeepStream para análise inteligente de vídeo.

A Saildrone procura tornar a recolha de informações oceânicas rentável, oferecendo sistemas de recolha de dados para ciência, pesca, previsão meteorológica, mapeamento oceânico e segurança marítima.

Possui três USVs diferentes e seu serviço de centro de controle Mission Portal é usado para monitorar missões personalizadas e visualizar dados quase em tempo real. Além disso, alguns dos dados históricos do Saildrone estão disponíveis gratuitamente ao público.

“Navegamos em três grandes furacões e, bem no olho do furacão Sam, e todos os veículos saíram do outro lado – são plataformas bastante robustas”, diz Blythe Towal, vice-presidente de engenharia de software da Saildrone, referindo-se a um poderoso ciclone que ameaçou as Bermudas em 2021.

A Saildrone, fundada em 2012, arrecadou US$ 190 milhões em financiamento. A startup é membro do Nvidia Inception, programa que fornece às empresas suporte tecnológico e orientação de plataformas de IA.

Mantendo uma IA na Terra

Saildrone está aproveitando uma onda de interesse pelo uso de suas missões de coleta de dados sem tripulação em estudos ambientais de oceanos e lagos.

A Universidade do Havaí em Manoa recrutou a ajuda de três Saildrone Explorer USVs de 23 pés para estudar o impacto da acidificação dos oceanos nas mudanças climáticas. A missão de seis meses nas ilhas do Havaí, Maui, Oahu e Kaui será usada para ajudar a avaliar a saúde do oceano em todo o estado.

A acidificação dos oceanos é uma redução no seu pH, e os fatores que contribuem incluem a queima de combustíveis fósseis e a agricultura. Estas podem ter impacto nos corais, ostras, amêijoas, ouriços-do-mar e plâncton calcário, o que pode ameaçar os ecossistemas marinhos.

Saildrone recentemente fez parceria com Seabed 2030 para mapear completamente os oceanos do mundo. Seabed 2030 é uma colaboração entre a Fundação Nippon e a Carta Batimétrica Geral dos Oceanos, ou GEBCO, para mapear o fundo dos oceanos em todo o mundo até 2030.

“A visão da Saildrone é a de um oceano saudável e um planeta sustentável”, afirma o fundador e CEO da Saildrone, Richard Jenkins. “Um mapa completo do fundo do oceano é fundamental para alcançar essa visão.”

A comunidade científica em todo o mundo está a adotar a IA da Nvidia para estudos climáticos, incluindo para modelação climática hiperlocal, IA para melhorar o sequestro de carbono, investigação em energias renováveis ​​e muitas outras áreas.

Dedicando sua própria experiência, a Nvidia está desenvolvendo o supercomputador de IA mais poderoso do mundo para prever mudanças climáticas, chamado Earth-2, que será usado para criar um gêmeo digital da Terra no Omniverse.

Processamento de dados com eficiência energética

Os Saildrone USV permitem aos investigadores recolher mais dados utilizando menos recursos do que os barcos e tripulações tradicionais, conservando energia e mantendo as tripulações fora de perigo.

Os USVs são construídos para condições climáticas adversas e missões longas. Um dos seus USV completou recentemente uma viagem de 370 dias de monitorização do dióxido de carbono, navegando de Rhode Island através do Atlântico Norte até Cabo Verde, descendo até ao equador ao largo da costa oeste de África, e de volta à Florida.

Funcionar principalmente com energia solar e eólica requer computação com eficiência energética para lidar com tanto processamento de dados.

“Com a energia solar, ser capaz de manter a eficiência de energia da carga computacional mais baixa do que uma plataforma de computação típica executando GPUs, implementando Nvidia Jetson, é importante para nos permitir realizar esse tipo de missão”, disse Towal.

A topografia oceânica encontra a IA de ponta

Saildrone depende do Nvidia JetPack SDK para acesso a um ambiente de desenvolvimento completo para IA de borda acelerada por hardware na plataforma Jetson. Ele executa aprendizado de máquina no módulo para detecção de embarcações baseada em imagens para auxiliar a navegação.

Os pilotos do Saildrone definem pontos de referência e otimizam as rotas usando dados meteorológicos – que incluem informações meteorológicas e oceanográficas – retornados do veículo. Todos os USVs são monitorados 24 horas por dia e os operadores podem alterar o curso remotamente através da nuvem, se necessário.

O aprendizado de máquina é executado principalmente localmente no módulo Jetson – mas também pode ser executado na nuvem com uma conexão via satélite – porque a largura de banda pode ser limitada e cara para transportar a partir de seu conjunto robusto de sensores que produzem imagens de alta resolução.

Os USVs possuem sensores oceanográficos para medição de vento, temperatura, salinidade e carbono dissolvido. A empresa também permite a pesquisa do fundo dos oceanos e lagos com sensores batimétricos, incluindo mapeamento de sonar profundo com feixe único ou múltiplo para ir mais fundo ou mais longe. E seu conjunto de sensores perceptivos inclui radar e sensores acústicos subaquáticos visuais.

DeepStream vai para o fundo do mar

Saildrone utiliza o Nvidia DeepStream SDK para seus aplicativos e serviços de IA de visão. Os desenvolvedores podem criar pipelines de streaming contínuos para análise de vídeo, áudio e imagem baseada em IA usando o kit.

Oferecendo uma melhoria de rendimento de 10x, o DeepStream pode ser aplicado da borda à nuvem para desenvolver aplicativos de vídeo inteligentes otimizados que lidam com vários fluxos de vídeo, imagem e áudio.

O Saildrone contará com o DeepStream para pré-processamento de imagens e inferência de modelos, o que permite o aprendizado de máquina na borda, mesmo no mar, alimentado pelo sol e pelo vento.

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