近日，新西蘭坎特伯雷大學(xué)推出了一款專(zhuān)用于海水養(yǎng)殖的AI水下機(jī)器人Poseidon。
它能自主潛入海底，靠近養(yǎng)殖網(wǎng)箱、貽貝繩索進(jìn)行拍照和采樣，并在水下進(jìn)行三維建模和智能識(shí)別，有望解決養(yǎng)殖過(guò)程中監(jiān)測(cè)成本高、效率低等難題。
01 解決水下監(jiān)測(cè)難題
海洋環(huán)境復(fù)雜多變，水流、海浪和生物活動(dòng)都使得水下數(shù)據(jù)采集長(zhǎng)期面臨挑戰(zhàn)。
Poseidon水下機(jī)器人正是針對(duì)這一問(wèn)題開(kāi)發(fā)的。它能夠自主定位、穩(wěn)定導(dǎo)航，靠近貽貝繩、網(wǎng)箱等養(yǎng)殖設(shè)施，完成高精度圖像采集與樣本獲取。
與傳統(tǒng)依賴大型船只和人工吊起繩索的方式不同，Poseidon可由兩人乘坐小型快艇部署，投入水中后快速完成掃描任務(wù)。
水下機(jī)器人搭載多角度攝像頭，可在水下拍攝大量照片并生成三維圖像，還配備可伸縮機(jī)械爪，用于采樣分析。
以貽貝養(yǎng)殖為例，目前很多養(yǎng)殖戶仍需出動(dòng)帶吊臂的大型船只，把養(yǎng)殖繩索吊出水面，“抓一把”貝類(lèi)樣品來(lái)估測(cè)生長(zhǎng)情況，這個(gè)流程耗時(shí)、昂貴，而且數(shù)據(jù)也不夠精確。
而AI水下機(jī)器人可貼近動(dòng)態(tài)中的貽貝繩或魚(yú)網(wǎng)進(jìn)行巡檢，通過(guò)多角度拍照分析，并搭載機(jī)械臂采樣，實(shí)現(xiàn)快速、低成本的精確監(jiān)測(cè)。
02 大幅減少人力操作
以研發(fā)水下機(jī)器人的新西蘭為例，該國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖年產(chǎn)值達(dá)6億紐幣（約25.8億人民幣），出口至全球81個(gè)國(guó)家，主要品種包括綠唇貽貝、太平洋牡蠣和帝王鮭。
但在實(shí)際養(yǎng)殖過(guò)程中，繩索和網(wǎng)具容易受到生物附著困擾，如黑貽貝或入侵的泥沙蠕蟲(chóng)等，會(huì)影響水質(zhì)，也增加了生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)的難度。
水下機(jī)器人的應(yīng)用有望提高養(yǎng)殖場(chǎng)的巡檢頻率和精度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，減輕人工成本負(fù)擔(dān)。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Richard Green表示：“過(guò)去要出動(dòng)幾百萬(wàn)紐幣的船只，僅為了抓一把樣品估算，現(xiàn)在可能只需幾分鐘、兩個(gè)操作員和一臺(tái)水下機(jī)器人就能完成。”
03 融合多項(xiàng)前沿技術(shù)
為適應(yīng)海洋環(huán)境的不斷變化，水下機(jī)器人搭載了多項(xiàng)核心技術(shù)：
? Doppler速度記錄儀：利用“多普勒效應(yīng)”判斷自身在水中的運(yùn)動(dòng)速度。
? 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)：包括GPS、加速度計(jì)和陀螺儀，實(shí)現(xiàn)空間定位與穩(wěn)定性控制。
? AI路徑預(yù)測(cè)算法：能提前1秒預(yù)測(cè)養(yǎng)殖繩索的三維位置，應(yīng)對(duì)其不斷移動(dòng)的特點(diǎn)。
? NVIDIA AI處理芯片：作為“機(jī)器人大腦”，協(xié)調(diào)所有傳感器數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)做出反應(yīng)。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)表示，水下環(huán)境遠(yuǎn)比工業(yè)機(jī)器人工作場(chǎng)景復(fù)雜，必須實(shí)時(shí)融合多種傳感器數(shù)據(jù)，并根據(jù)環(huán)境來(lái)調(diào)整。
Poseidon水下機(jī)器人的開(kāi)發(fā)歷時(shí)十年，目前已進(jìn)入實(shí)地原型測(cè)試階段。
接下來(lái)，該設(shè)備將在新西蘭、澳大利亞等地的養(yǎng)殖場(chǎng)及碼頭開(kāi)展試點(diǎn)應(yīng)用，并計(jì)劃進(jìn)一步拓展到全球市場(chǎng)。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、坎特伯雷大學(xué)教授Richard Green表示：“要擴(kuò)展我們的水產(chǎn)養(yǎng)殖能力，就必須依靠技術(shù)推動(dòng)自動(dòng)化。AI可以讓我們用更低的成本擴(kuò)大養(yǎng)殖規(guī)模，這對(duì)全球糧食安全也是一種貢獻(xiàn)。”
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