Интернет проник во все сферы жизни и стал неотъемлемой частью нашей повседневности. Однако его потенциал будет значительно расширен благодаря появлению среды, в которой он ранее не функционировал – под водой.
В рамках проекта SUNRISE, реализуемого при поддержке Европейской Комиссии, подводные роботы получат возможность автономной работы на основе заранее определенных инструкций. Впервые они смогут взаимодействовать друг с другом и обмениваться данными через интернет, несмотря на переменчивые условия и препятствия в распространении сигнала под водой.
Объем пробелов в наших знаниях о подводном мире остается значительным. Доктор Chiara Petrioli, руководитель проекта, подчеркивает, что морские экосистемы оказывают существенное влияние на климат Земли и играют важнейшую роль в экономике. Использование групп автономных подводных роботов позволит выявлять угрозы для нефтегазопроводов, проводить мониторинг состояния окружающей среды, обеспечивать сохранность археологических памятников и изучать геологическое строение нашей планеты – возможности практически безграничны, отмечает доктор Petrioli.
Одной из ключевых задач проекта является разработка роботов, способных к коммуникации в условиях быстро меняющейся среды. Для обмена информацией подводные роботы используют звуковые сигналы, подобно тому, как это делают морские млекопитающие. В то время как дельфины адаптируют способы передачи сигнала в зависимости от обстановки, роботам необходимо быть запрограммированными на аналогичную реакцию, что ставит перед разработчиками сложную задачу создания системы, способной учитывать быстро меняющиеся внешние факторы. Такие параметры, как соленость и температура воды, а также помехи, создаваемые волнами или проходящими грузами, влияют на дальность эффективной связи, поясняет д-р Petrioli. Эта непредсказуемость окружающей среды является существенным отличием подводного интернета от привычных наземных технологий Wi-Fi и интернет-соединения.
Потребность в своевременном и надежном отклике на изменения окружающей обстановки диктует необходимость использования нескольких робототехнических устройств. В случае временной потери связи одним из них, его функции сможет взять на себя другой. Роботизированные группы будут оснащены большим количеством датчиков для обеспечения широкой зоны покрытия и взаимодействия между собой. Для передачи информации от роботов будут использоваться модемы, работающие посредством акустических волн. Эти волны подвергаются модуляции для кодирования данных, однако из-за ограниченной пропускной способности скорость передачи остается низкой. К тому же, скорость распространения звуковых волн составляет всего 1500 метров в секунду, что значительно медленнее скорости радиосвязи в воздушной среде – на пять порядков. Использование высокочастотных звуковых тонов для передачи информации пока затруднено.
Эксперименты, проведенные летом 2014 года в городе Порту, продемонстрировали достижимость поставленных целей: была установлена связь между отдельными элементами системы, роботы реагировали на команды специалистов. Первые практические результаты уже позволили обнаружить утерянный контейнер в порту Порто. «В настоящее время исследователи испытывают еще больший энтузиазм, поскольку видят, что двигаются в верном направлении», – отмечает д-р Petrioli.
Учитывая наличие функционирующих прототипов роботов, следующим этапом проекта станет привлечение новых партнеров из различных регионов мира.
