【儀表網 儀表下游】導讀：近日，一個歐洲科研團隊開發了一種可在水下收集垃圾的機器人系統，并成功進行了原型機的測試。該機器人系統由4個自主機器人組成，能通過深度學習算法和聲學傳感器將垃圾與海洋動植物區分開來。
歐盟在“地平線2020”框架下向海底收集垃圾項目資助500萬歐元，希望研發機器人系統來收集海底垃圾。現在，這個名為“凈海”的聯合研究項目成功完成了原型機的測試。該項目由來自5個國家的8個合作伙伴和49名研究人員共同參與。
“凈海”項目的機器人系統由4個自主機器人組成，包括一個自主(或遙控)的母船、一架無人機和兩個水下機器人。這兩個水下機器人通過纜線從母船上獲得電力。無人機和其中一個水下機器人用來識別垃圾。它們通過深度學習算法和聲學傳感器將垃圾與海洋動植物區分開來。使用定制設計的抓取器和抽吸設備收集檢測到的垃圾，然后將其放到位于水面的收集箱中。
空中飛行的無人機可將收集的信息生成一個虛擬地圖。然后，水下機器人會駛過地圖上的某些點并收集垃圾。通過所謂的多主體控制技術，所有機器人都相互連接，當一個機器人改變位置時，其他機器人就會知道。除了一個機器人的初始命令外，整個系統無須人工干預。
水下機器人的優點
水下機器人可在高度危險環境、被污染環境以及零可見度的水域代替人工在水下長時間作業，水下機器人上一般配備聲吶系統、攝像機、照明燈和機械臂等裝置，能提供實時視頻、聲吶圖像，機械臂能抓起重物，水下機器人在石油開發、海事執法取證、科學研究和軍事等領域得到廣泛應用。
水下機器人的缺點
由于水下機器人運行的環境復雜，水聲信號的噪聲大，而各種水聲傳感器普遍存在精度較差、跳變頻繁的缺點，因此水下機器人運動控制系統中，濾波技術顯得極為重要。水下機器人運動控制中普遍采用的位置傳感器為短基線或長基線水聲定位系統，速度傳感器為多普勒速度計會影響水聲定位系統精度。因素主要包括聲速誤差、應答器響應時間的丈量誤差、應答器位置即間距的校正誤差。而影響多普勒速度計精度的因素主要包括聲速c、海水中的介質物理化學特性、運載器的顛簸等。
參與該項目的德國慕尼黑工業大學為機器人提供人工智能算法，教會水下機器人何時以及在何種條件下以某種方式移動。一旦發現并定位了垃圾，即便遇到強大的潮流，機器人也會堅持圍繞它移動。同時，算法力求用盡可能少的數據作出好的預測。“凈海”項目的目標是以80%的預測率對水下垃圾進行分類，并成功收集其中的90%，大致與潛水員的工作效果相當。
資料來源：科技日報、百科
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