Robot subacqueo che esplora i relitti di navi sul fondo dell’oceano

Il robotista di Stanford Osama al-Khatib ei suoi studenti hanno collaborato con archeologi di acque profonde e hanno iniziato a inviare il robot in una spedizione subacquea a settembre. La squadra ha appena completato un’altra spedizione subacquea a luglio.

Finora, OceanOneK ha esplorato l’aereo Beechcraft Baron F-GDPV affondato, il piroscafo italiano Le Francesco Crispi, una nave romana del II secolo al largo della Corsica, un aereo P-38 Lightning della seconda guerra mondiale e un sottomarino chiamato Le Protée.

Crispi si trova a circa 500 metri sotto la superficie del Mar Mediterraneo.

“Ti avvicini molto a questa straordinaria struttura e quando la tocchi succede qualcosa di incredibile: lo senti davvero”, ha affermato Al-Khatib, professore Weichai presso la Stanford University School of Engineering e direttore dello Stanford Robotics Laboratory.

“Non ho mai provato niente del genere in vita mia. Posso dire di aver toccato Krispy a 500 (metri). E l’ho fatto: toccalo, sentilo”.

OceanOneK potrebbe essere solo l’inizio di un futuro in cui i robot intraprendono esplorazioni subacquee estremamente pericolose per l’uomo e ci aiutano a vedere gli oceani in un modo completamente nuovo.

Crea un robot sottomarino

Al-Khatib ha affermato che la sfida nella creazione di OceanOneK e del suo predecessore, OceanOne, è stata quella di costruire un robot in grado di resistere a un ambiente sottomarino ea un’enorme pressione a diverse profondità.

Il robot ha recuperato un vaso delle dimensioni di un pompelmo e il fidanzato ha sentito le sensazioni nelle sue mani quando Ocean One ha toccato il vaso prima di riporlo nel cestino di recupero.

L’idea di OceanOne è nata dal desiderio di studiare le barriere coralline nel Mar Rosso a profondità oltre la normale portata dei subacquei. Il team della Stanford University voleva creare qualcosa il più vicino possibile a un subacqueo umano, integrando intelligenza artificiale, robotica avanzata e feedback tattile.

Il robot è lungo circa 5 piedi (1,5 metri) e il suo cervello può registrare quanto è desideroso di maneggiare qualcosa senza romperlo, come i coralli o gli artefatti meteorologici in mare. L’operatore può controllare il robot, ma è dotato di sensori e caricato con algoritmi in modo che possa operare in modo indipendente ed evitare collisioni.

Mentre l’OceanOne è stato progettato per raggiungere una profondità massima di 656 piedi (200 metri), i ricercatori avevano un nuovo obiettivo: 1 chilometro (0,62 mi), da cui il nuovo nome per OceanOneK.

Il team ha modificato il corpo del robot utilizzando una schiuma speciale contenente palline di vetro per aumentare la galleggiabilità e combattere le pressioni fino a 1.000 metri, più di 100 volte quella che gli esseri umani sperimentano al livello del mare.

I ricercatori hanno aggiornato le braccia del robot con un meccanismo a olio e molla che impedisce la pressione mentre scende nelle profondità oceaniche. OceanOneK ottiene anche due nuovi tipi di mani e una maggiore mobilità di braccia e braccia.

Wesley Jo, uno studente di dottorato presso la School of Engineering della Stanford University, ha affermato che il progetto presenta sfide mai viste in nessun altro sistema. “Ci vuole molto pensare fuori dagli schemi per far funzionare queste soluzioni”.

Il team ha utilizzato lo Stanford Recreational Dock per testare il robot ed eseguire esperimenti, come tenere una videocamera su un braccio e raccogliere oggetti. Poi è arrivato il test finale per OceanOneK.

immersione profonda

Un tour del Mediterraneo iniziato nel 2021 ha visto OceanOneK immergersi a queste profondità successive: 406 piedi (124 metri) al sottomarino, 1.095 piedi (334 metri) ai resti della nave romana e infine 0,5 miglia (852 metri) per dimostrare che ha la capacità di immergersi a quasi un chilometro. Ma non è stato senza problemi.

Guo e un altro dottorando di Stanford, Adrian Pedra, hanno dovuto riparare uno dei bracci malfunzionanti del robot sul ponte della loro barca di notte durante una tempesta.

“Per me, ci vogliono otto anni per creare un robot”, ha detto Pedra. “Devi capire come funziona ogni parte di questo robot: cosa tutte le cose possono andare storte, le cose vanno sempre male. Quindi è sempre come un puzzle. Essere in grado di tuffarsi nelle profondità dell’oceano ed esplorare alcuni relitti che non erano da Poter vederlo in questo primo piano è molto gratificante.

Durante l’immersione profonda di OceanOneK a febbraio, i membri del team hanno scoperto che il robot non poteva salire quando si sono fermati per controllare la spinta. I galleggianti sulle linee di comunicazione ed elettriche sono crollati, provocando l’accumulo della linea sopra il robot.

Sono stati in grado di tirare il gioco e la discesa di OceanOneK è stata un successo. Un cartello commemorativo è stato lasciato cadere sul fondo del mare che diceva: “Il primo tocco del robot sul fondo del mare profondo / Vasto nuovo mondo che gli umani possono esplorare”.

Al-Khatib, un professore di informatica, ha descritto l’esperienza come un “viaggio incredibile”. “Questa è la prima volta che un robot è stato in grado di raggiungere questa profondità e interagire con l’ambiente e consentire all’operatore umano di sentire quell’ambiente”, ha affermato.

A luglio la squadra ha rivisitato la nave romana e quella Crispi. Al-Khatib ha detto che mentre il primo è quasi scomparso, il suo carico è ancora sparpagliato sul fondo del mare. Sul sito della nave romana, OceanOneK riuscì a raccogliere antichi vasi e lucerne, che ancora oggi portano il nome del loro produttore.

Il robot ha posizionato con cura una telecamera all’interno dello scafo rotto di Crispi per catturare video di ruggine e formazioni coralline mentre i batteri si nutrono del ferro della nave.

“Andiamo in Francia per la spedizione e lì, circondato da una squadra molto più numerosa, proveniente da una vasta gamma di background, ti rendi conto che il pezzo di questo robot su cui stavi lavorando a Stanford è in realtà parte di qualcosa di molto più grande, disse Pedra.

“Hai un’idea di quanto sia importante, di quanto sia moderna e importante l’immersione e di cosa significhi per la scienza in generale.”

Futuro promettente

Il progetto emerso da un’idea nel 2014 ha un lungo futuro di spedizioni pianificate in città sottomarine perdute, scogliere e profondi relitti di navi. Le innovazioni di OceanOneK gettano anche le basi per progetti di ingegneria subacquea più sicuri come la riparazione di barche, banchine e condutture.

Una delle prossime missioni sarà l’esplorazione di un naufragio nel lago Titicaca, al confine tra Perù e Bolivia.

Ma Khatib e il suo team hanno un sogno più grande per il progetto: lo spazio.

Al-Khatib ha affermato che l’Agenzia spaziale europea ha espresso interesse per il robot. Un dispositivo tattile a bordo della Stazione Spaziale Internazionale consentirà agli astronauti di interagire con il robot.

“Possono interagire con il robot in profondità nell’acqua, e sarebbe fantastico perché questo simulerebbe la missione di farlo su un pianeta diverso o su una luna diversa”, ha detto Al-Khatib.