La tecnologia di navigazione robotica esplorerà le profondità dell'oceano

Il robot sommergibile Orpheus è stato sviluppato dal Woods Hole Oceanographic Institute e dal JPL per esplorare autonomamente le profondità dell'oceano. Orpheus utilizza la navigazione basata sulla visione che funziona in modo simile a come naviga l'elicottero Ingenuity Mars durante il volo.

Il sommergibile può esplorare le profondità più estreme dell'oceano, creando mappe 3D del fondale marino. Mostrato in questa foto durante una spedizione precedente, l'Orpheus è molto più piccolo di altri sommergibili, il che ne facilita il trasporto e il funzionamento.

La navigazione relativa al terreno ha aiutato Perseverance ad atterrare – e Ingenuity a volare – in modo autonomo su Marte. Ora è il momento di testare un sistema simile esplorando un'altra frontiera.

Il 14 maggio, la nave Okeanos Explorer della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) partirà da Port Canaveral in Florida per una spedizione di due settimane guidata dalla NOAA Ocean Exploration, con la dimostrazione tecnologica di un veicolo sottomarino autonomo. Chiamata Orpheus, questa nuova classe di robot sommergibili presenterà un sistema che lo aiuterà a trovare la sua strada e a identificare interessanti caratteristiche scientifiche sul fondo marino.

La navigazione relativa al terreno è stata determinante nell'aiutare il rover Mars 2020 Perseverance della NASA ad atterrare con precisione sul Pianeta Rosso il 18 febbraio. Il sistema ha consentito al robot in discesa di mappare visivamente il paesaggio marziano, identificare i pericoli e quindi scegliere un luogo sicuro. atterrare senza assistenza umana. In modo simile, l'Ingenuity Mars Helicopter dell'agenzia utilizza un sistema di navigazione basato sulla visione per tracciare le caratteristiche della superficie sul terreno durante il volo al fine di stimare i suoi movimenti sulla superficie marziana.

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Sviluppata dagli ingegneri del Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California, un'evoluzione della navigazione basata sulla visione utilizzata su Marte sarà ora sottoposta a un giro di prova un po' più vicino a casa: al largo della costa orientale degli Stati Uniti nell'Oceano Atlantico.

Per navigare nelle acque scure e spesso torbide vicino al fondale marino, sarebbero normalmente necessarie apparecchiature di localizzazione di grandi dimensioni e ad alta potenza, come i sonar. Utilizzando un sistema di telecamere e luci a basso consumo, insieme a un software avanzato, Orpheus è un ordine di grandezza più leggero della maggior parte dei sommergibili per acque profonde. Più piccolo di un quad e pesa circa 550 libbre (250 chilogrammi), Orpheus è progettato per essere agile, facile da usare e robusto durante l'esplorazione di profondità inaccessibili alla maggior parte dei veicoli.

La dimostrazione della tecnologia Orpheus sarà effettuata a bordo della nave NOAA Okeanos Explorer. Dopo essere partita da Port Canaveral in Florida il 14 maggio, la spedizione di due settimane esplora le acque al largo della costa orientale degli Stati Uniti.

Progettato dalla Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) in collaborazione con JPL, Orpheus può lavorare senza vincoli quasi ovunque nell'oceano, comprese le profondità più estreme. In definitiva, il team del progetto spera di vedere uno sciame di questi robot sottomarini lavorare in squadra per costruire mappe 3D delle vaste regioni del fondale oceanico inesplorato nella zona adal – regioni più profonde di 20.000 piedi (6.000 metri). Ma prima che il robot possa esplorare queste profondità, deve prima essere messo alla prova in acque meno profonde.

Immergersi nel futuro

"Questa demo tecnologica verrà utilizzata per raccogliere dati e dimostrare la fattibilità della navigazione nell'oceano relativa al terreno, mostrando anche come più robot funzioneranno insieme in ambienti estremi", ha affermato Russell Smith, ingegnere meccanico robotico presso il JPL. "Questi test ci metteranno sulla buona strada per iniziare future immersioni nella zona hadal e cercare in modo intelligente regioni interessanti ad alta attività biologica."

Esplora una galleria di prototipi di robot all'avanguardia in fase di sviluppo per la futura esplorazione planetaria.

La versione di Orpheus della navigazione basata sulla visione si chiama odometria visiva-inerziale, o xVIO, e funziona utilizzando un sistema di telecamere avanzate e software di corrispondenza dei modelli insieme a strumenti in grado di misurare con precisione il suo orientamento e movimento. Mentre Orpheus viaggia sul fondale marino, xVIO identifica le caratteristiche, come rocce, conchiglie e coralli, sotto il veicolo. Come ricordare i punti di riferimento durante un viaggio, xVIO costruirà mappe 3D utilizzando queste funzionalità come punti di riferimento per aiutarlo a navigare. Ma questo sistema è molto più che un semplice mezzo per evitare che il robot sommergibile si perda.