O algoritmo melhora a precisão do sensor acústico para robótica subaquática mais barata

Nas ciências do oceano, os robôs fornecem vistas do inexplorado e podem navegar em ambientes que não são acessíveis com segurança aos seres humanos. Tais configurações perigosas compõem a maioria dos oceanos da Terra.

Esses robôs vêm em todos os tipos de formas, tamanhos e dimensões e são equipados com vários sensores e câmeras usados ​​para capturar imagens, medir estruturas e descobrir onde o robô está debaixo d’água.

Os pesquisadores do nordeste Alan Papalia e David Rosen desenvolveram um algoritmo que melhora a precisão de uma tecnologia frequentemente usada na robótica subaquática – navegação acústica, que usa sensores acústicos que emitem, detectam e analisam ondas sonoras para ajudar os robôs a entender seu posicionamento na água.

O artigo é publicado na revista IEEE Transações sobre robótica.

“Você pode usar esses sensores acústicos de várias maneiras: você pode anexá -los a diferentes robôs e os robôs podem medir a que distância estão um do outro; ou você pode consertá -los ao meio ambiente (por exemplo, o fundo do mar) e medir a que distância o robô está dos sensores fixos”, escrevem os pesquisadores em um resumo do relatório.

“De várias maneiras, isso é semelhante ao modo como o GPS funciona, o que apenas estima sua posição medindo a distância que você está de um conjunto de satélites”.

Embora os sensores acústicos sejam geralmente mais acessíveis e mais baratos do que os sistemas de sensores mais caros, eles não são tão confiáveis ​​ao realmente determinar onde um robô está a qualquer momento na água, explica a Papalia, uma pesquisa de pós -doutorado da Universidade Nordeste do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação e o principal autor da pesquisa.

Um dos principais problemas com os sensores acústicos é que “eles não dizem com precisão onde você está; eles apenas dizem a que distância você está de outro ponto”, explica Papalia.

“Isso significa que, mesmo que os sensores sejam perfeitos (o que eles certamente não são), você só sabe que está em algum lugar em um círculo a uma distância fixa”, acrescenta.

“Essa ambiguidade é um grande problema para a navegação, porque significa que estimar onde você está depende muito de ter um bom palpite inicial de onde você está em primeiro lugar”.

Esse novo algoritmo de código aberto melhora significativamente sua confiabilidade, dizem os pesquisadores, permitindo que os pesquisadores no futuro investissem em sistemas de navegação que custam cerca de US $ 10.000 em vez de US $ 500.000. Os pesquisadores dizem que o algoritmo remove a ambiguidade de descobrir onde um robô está na água, fornecendo uma garantia de que as estimativas do algoritmo estão corretas.

“A linha de soco que geralmente dou é que queremos usar sensores mais baratos, mas eles não são tão confiáveis, por isso fabricamos algoritmos confiáveis ​​para que os sensores não precisem ser”, diz Papalia.

O público -alvo para esta pesquisa não é apenas roboticista, explica Papalia, mas também pesquisadores de outros campos que podem aproveitar os dados que esses robôs coletam.

Uma aplicação importante é na pesquisa de mudanças climáticas, diz ele, observando o trabalho de seu consultor pós -doc e professor do nordeste Hanu Singh. Singh viajou para o Ártico muitas vezes e usou robôs para ajudar os pesquisadores a medir geleiras derretidas.

“Hanu fez muito trabalho tentando colocar robôs sob o gelo e isso realmente importa, porque não entendemos completamente a mecânica da maneira como o gelo do mar está derretendo, e cerca de metade da ascensão do mar vem do derretimento do gelo”, explica Papalia.

“A razão pela qual não entendemos completamente isso e há muita incerteza na maneira como modelamos, por exemplo, como o gelo no mundo está mudando, é porque não podemos medi -los diretamente. É muito difícil e gostaríamos de colocar robôs lá”.

Os pesquisadores testaram seu algoritmo usando dois veículos de superfície autônomos no rio Charles, mas observam que ele também pode ser usado em sistemas robóticos projetados para o solo e o ar.

“É isso que realmente estamos tentando abordar”, acrescenta Papalia. “Queremos ser capazes de entregar robôs confiáveis ​​aos cientistas, para que eles possam usá -los, ser agressivos em suas agendas científicas e realmente estudar as coisas que importam”.

Esta história é republicada, cortesia do Northeastern Global News.Northeastern.edu.