[ad_1]
Если бы вам довелось оказаться у побережья Дубровника, Хорватия, в сентябре 2021 года, вы могли бы заметить двух роботов, прочесывающих морское дно в поисках мусора. В этой команде из двух человек один обучен распознавать отходы, а другой — собирать их в свою корзину. Роботы приступили к своей первой миссии и впервые прошли испытания в реальных условиях, чтобы оценить их способность выполнять определенные задачи, такие как распознавание мусора и маневрирование под водой. «Мы думаем, что наш проект — первый, который будет автоматически собирать подводный мусор с помощью роботов», — сказал доктор Барт де Шуттер, профессор Делфтского технологического университета в Нидерландах и координатор проекта SeaClear.
Роботы являются примером новых инноваций, разрабатываемых для очистки подводного мусора. Считается, что океаны содержат от 22 до 66 миллионов тонн отходов, которые могут отличаться по типу от района к району, причем около 94% из них находится на морском дне. Рыболовные принадлежности, выброшенные рыбаками, такие как сети, преобладают в некоторых прибрежных районах, тогда как, например, пластиковые и стеклянные бутылки в основном встречаются в других. «Мы также иногда видим строительные материалы (в воде), такие как бетонные блоки или шины и автомобильные аккумуляторы», — сказал доктор Де Шуттер.
Когда мусор попадает в океаны и моря, он может переноситься течениями в разные части мира и даже загрязнять отдаленные районы. Морские животные могут пострадать, если проглотят мусор или застрянут в нем, в то время как здоровье человека также подвергается риску, если крошечные кусочки попадают в нашу пищу. «Это очень серьезная проблема, которую нам необходимо решить», — сказала доктор Фантина Мадрикардо, научный сотрудник Института морских наук — Национального исследовательского совета (ISMAR-CNR) в Венеции, Италия, и координатор проекта Maelstrom.
В настоящее время для сбора отходов в некоторых морских районах используются водолазы, но это не идеальное решение. Нужны опытные дайверы, которых бывает трудно найти, а количество времени, которое они могут провести под водой, ограничено их запасом воздуха. Некоторые районы также могут быть небезопасными для человека, например, из-за загрязнения. «Это те аспекты, которые автоматическая система, которую мы разрабатываем, может преодолеть», — сказал д-р Де Шуттер. «(Это) будет намного эффективнее, рентабельнее и безопаснее, чем нынешнее решение, основанное на людях-дайверах».
ROV TORTUGA компании SeaClear известен как «робот-уборщик». Он собирает мусор с морского дна. @SeaClear, 2021
Команда роботов-мусорщиков
Доктор Де Шуттер и его команда создают прототип своей системы для проекта SeaClear, который состоит из четырех разных роботов, которые будут работать совместно. Роботизированное судно, остающееся на поверхности воды, будет выступать в роли центра, обеспечивая электроэнергией других роботов, и будет содержать компьютер, который является основным мозгом системы. Три других робота — два, которые работают под водой, и воздушный дрон — будут привязаны к судну.
Один подводный робот будет отвечать за поиск мусора, приближаясь к морскому дну, чтобы делать снимки крупным планом с помощью камер и сонара. Дрон также поможет искать мусор, когда вода чистая, пролетая над интересующей областью, а в темных областях он будет искать препятствия, которых следует избегать, например корабли. Система сможет различать мусор и другие предметы на морском дне, такие как животные и водоросли, с помощью искусственного интеллекта. Алгоритм будет обучаться на нескольких изображениях различных предметов, с которыми он может столкнуться, от пластиковых бутылок до рыб, чтобы научиться различать их и идентифицировать мусор.
О сборе мусора позаботится второй подводный робот, который подберет предметы, намеченные его спутниками. Оснащенный захватом и всасывающим устройством, он будет собирать отходы и помещать их в привязанную корзину, размещенную на морском дне, которая позже будет доставлена на поверхность. «Мы провели несколько первоначальных испытаний недалеко от Дубровника, где одна пластиковая бутылка была специально оставлена на хранение, и мы собрали ее с помощью робота-захвата», — сказал доктор Де Шуттер. «У нас будет больше экспериментов, в которых мы попытаемся распознать больше мусора в более сложных условиях, а затем собрать их с помощью робота».
Влияние на подводную очистку
Доктор Де Шуттер и его коллеги считают, что их система в конечном итоге сможет обнаруживать до 90% мусора на морском дне и собирать около 80% того, что она идентифицирует. Это соответствует некоторым целям миссии ЕС «Восстановить наши океаны и воды к 2030 году», которая направлена на устранение загрязнения и восстановление морских экосистем за счет сокращения количества мусора в море.
Когда проект завершится в конце 2023 года, команда рассчитывает продать около десяти своих автоматизированных систем в ближайшие пять-семь лет. Они считают, что это будет интересно местным органам власти в прибрежных районах, особенно в туристических районах, в то время как компании также могут быть заинтересованы в покупке системы и предоставлении услуг по уборке или сдаче роботов в аренду. «Это два основных направления, на которые мы смотрим», — сказал д-р Де Шуттер.
Оттачивание горячих точек мусора
Другая команда также разрабатывает роботизированную систему для сбора мусора на морском дне в рамках проекта Maelstrom. Тем не менее, их первым шагом является выявление горячих точек под водой, где скапливается мусор, чтобы они знали, где его следует разместить. Различные факторы, такие как водные течения, скорость, с которой тонет конкретный выброшенный предмет, и подводные особенности, такие как каньоны, влияют на то, где будет скапливаться мусор. «Мы разрабатываем математическую модель, которая может предсказать, где окажется мусор», — сказал доктор Мадрикардо.
Их роботизированная система, которая проходит испытания недалеко от Венеции, состоит из плавучей платформы с восемью кабелями, соединенными с мобильным роботом, который будет перемещаться по морскому дну под ней, собирая отходы в ящик, используя захват, крюк или всасывающее устройство в зависимости от размера подстилки. Положением и ориентацией робота можно управлять, регулируя длину и натяжение тросов, и изначально им будет управлять человек на платформе. Однако с помощью искусственного интеллекта робот научится распознавать разные объекты и со временем сможет функционировать самостоятельно.
Перепрофилирование подводного мусора
Доктор Мадрикардо и ее коллеги также стремятся перерабатывать весь собранный мусор. Второму роботу будет поручено сортировать извлеченные отходы и классифицировать их в зависимости от того, из чего они сделаны, например, из органического материала, пластика или текстиля. Затем проект объединяется с промышленными партнерами, занимающимися различными видами переработки, от пластика до химических веществ и стекловолокна, чтобы преобразовать то, что они восстановили.
Грязные и смешанные пластиковые отходы трудно перерабатывать, поэтому команда использовала портативную пиролизную установку, разработанную в рамках более раннего проекта MARGNET, чтобы превратить пластиковые отходы в топливо для обеспечения своей технологии удаления. Это соответствует цели ЕС по переходу к экономике замкнутого цикла, при которой существующие продукты и материалы перепрофилируются как можно дольше, в рамках Европейской стратегии «Зеленый курс» и «Пластмассы». «Мы хотим продемонстрировать, что вы действительно можете попытаться переработать все, что непросто», — сказал доктор Мадрикардо.
Использование пузырей для очистки рек
Доктор Мадрикардо и ее коллеги также разрабатывают вторую технологию, направленную на удаление мусора, плавающего в реках, чтобы его можно было перехватить до того, как он попадет в море. Завеса из пузырьков, называемая пузырьковым барьером, будет создаваться путем прокачки воздуха через перфорированную трубу, расположенную на дне реки, которая создает восходящий поток, направляющий мусор к поверхности и, в конечном итоге, к берегам, где он собирается.
Система была протестирована на каналах в Нидерландах и в настоящее время проходит испытания на реке к северу от Порту в Португалии, где ожидается, что она будет внедрена в июне. «Это простая идея, которая не влияет на навигацию (судна)», — сказал доктор Мадрикардо. «Мы считаем, что это не окажет негативного влияния на фауну, но мы это проверим».
Хотя новые технологии помогут бороться с подводным мусором, доктор Мадрикардо и ее команда также стремятся уменьшить количество отходов, которые в первую очередь попадают в водоемы. Таким образом, проект Maelstrom включает в себя информационно-просветительские мероприятия, такие как организованные кампании по очистке побережья, для информирования и привлечения граждан к тому, что они могут сделать для ограничения морского мусора. «Мы действительно считаем, что изменения (в обществе) необходимы», — сказал доктор Мадрикардо. «Есть технологии (доступные), но нам также необходимо приложить коллективные усилия для решения этой проблемы».
Исследование в этой статье финансировалось ЕС. Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею в социальных сетях.
[ad_2]
Source