Rola robotyki w rozwoju badań naukowych

Robotyka okazuje się bezcennym wsparciem w działaniach naukowców na trudnych, pełnych wyzwań terenach. Clearpath to jedna z firm, która udowadnia, że dla robotów nie istnieją rzeczy niemożliwe. Poniższe case study pokazuje, jak ogromna jest rola robotyki w rozwoju badań naukowych mają te inteligentne maszyny. Sprawdźmy, w jaki sposób roboty dbają o bezpieczeństwo pingwinów na Antarktydzie.

 

Spis treści:

 

Roboty Clearpath do zadań specjalnych

Zanim przejdziemy do zaprezentowania możliwości robotów w praktyce, warto zwrócić uwagę na ich specyfikację oraz parametry umożliwiające realizację zadań specjalnych. Roboty Clearpath zostały stworzone do pracy w trudnych warunkach, pełnej wyzwań w terenie nieosiągalnym lub niebezpiecznym dla człowieka. Urządzenia przeznaczone do pracy badawczej w terenie wyróżniają się przede wszystkim charakterystycznymi kołami o wysokiej przyczepności, a także możliwością rozbudowy o czujniki LIDAR i GPS, a także kamery 2D/3D.

Roboty Clearpath do zadań specjalnych mają także otwartą architekturę, która ułatwi pracę z szeroką gamą czujników. Platformy dostępne w ofercie producenta współpracują ze środowiskiem ROS i Gazebo.

Poniżej znajdują się przykładowe rozwiązania:
 

Ponadto producent oferuje urządzenia do pracy w wodzie. Heron to autonomiczna łódź, która umożliwia współpracę z urządzenia latającymi i jeżdżącymi, analizę przyrody czy nadzór terenu z wody.

Sprawdź szczegółowe informacje o urządzeniu Clearpath Hero

 

Wyzwanie: ochrona pingwinów na Antarktydzie

Spójrzmy jednak, w jaki sposób roboty Clearpath pomagają naukowcom w trudnym środowisku.  Producent Clearpath poinformował o kolejnym wyzwaniu, które podjęły zaprojektowane przez niego urządzenia oraz naukowcy. Przenosi nas do regionu pełnego wyzwań zarówno dla człowieka, jak i maszyn, czyli Antarktydy. Celem, jaki wyznaczył Woods Hole Oceanographic Institution było zmniejszenie wpływu człowieka na bioróżnorodność poprzez monitorowanie kolonii pingwinów cesarskich z pomocą Husky UGV.

husky ugv

Ochrona populacji pingwinów na Antarktydzie jest konieczna ze względu na konsekwencje globalnego ocieplenia. Największy ich wpływ można zauważyć w północnym i południowym ekosystemie regionów polarnych. Topnienie lodu morskiego oraz wzrastające temperatury są czynnikami, które rodzą zagrożenie dla pingwinów cesarskich. W efekcie zrodziła się misja, jaką jest ochrona i konserwacja gatunków pozostających w niebezpieczeństwie.

 

Problem: konieczna kontrola człowieka nad gromadzonymi danymi

Misja jest poważna, a środowisko, w którym ma zostać zrealizowana, bardzo wymagające. Aby zaprojektować próby rozwiązania problemu oraz wyznaczyć odpowiednio obszary chronione, niezbędne są badania i zgromadzenie potrzebnych danych. Surowy klimat utrudnia to zadanie człowiekowi. Bez odpowiedniej ilości informacji zrozumienie ekosystemu oraz zaprojektowanie działań mających na celu ochronę gatunków zagrożonych będzie niemożliwe.

Z kolei zebrane dane wymagają ingerencji człowieka w celu kalibracji zgromadzonych danych. W poszukiwaniu rozwiązania tego problemu naukowcy dotarli do miejsca, w którym ratunkiem okazują się roboty Clearpath.

 

Rozwiązanie: Husky UGV

Robot Husky UGV został wykorzystany do monitorowania dynamiki populacji pingwinów cesarskich bez bliskiego kontaktu oraz ingerowania w naturalne środowisko. Projekt zakłada połączenia autonomicznego i zdalnie sterowanego robota Husky na bazie UGV – ECHO pozwalającego na przenoszenie różnych czujników między innymi: kamer przetwarzających obraz oraz anteny RFID do odczytywania tagów RFID ze specjalnych chipów.

 

Husky UGV monitoruje pingwiny na Antarktydzie

 

Skaner RFID ECHO pozwala na skanowanie pingwinów i na podstawie uzyskanych informacji ocenę statusu hodowlanego i możliwości przetrwania. W efekcie będzie możliwe śledzenie konkretnych pingwinów przez całe ich życie. Z kolei naukowcy zgromadzą w ten sposób dane niezbędne do badań behawioralnych i dynamiki populacji.

Wprowadzenie robota ma na celu zminimalizowanie obecności człowieka w kolonii pingwinów przy jednoczesnym zachowaniu kontroli. Zastosowanie robotów mobilnych typu Husky UGV umożliwia ograniczenie stresu zwierzętom. Dodatkowo roboty Clearpath charakteryzują się większą wytrzymałością na warunki pogodowe niż człowiek.

 

Podsumowanie: więcej danych, bezpieczniejsze pingwiny

Dotychczas były prowadzone badania obserwacyjne, ale wyłącznie nad pingwinami tworzącymi jedną kolonię. Dane te nie umożliwiają jednak zdobycia ogólnego obrazu sytuacji i wyznaczenia trendu przeżywalności całego gatunku. Robot Husky UGV umożliwia monitorowanie kliku kolonii pingwinów w perspektywie długoterminowej. Robotyka umożliwia automatyzację procesów gromadzenia danych, które wcześniej wymagały ingerencji człowieka.

W przyszłości naukowcy planują wyposażyć robota Husky w dodatkowe, bezprzewodowe odbiorniki danych, co umożliwi zdalne i autonomiczne pobieranie danych z urządzeń przenoszonych na przykład przez ptaki. Projekt ten wymaga jeszcze pracy i udoskonalenia technicznego, ale już umożliwia zebranie cennych spostrzeżeń dotyczących zmian w ekosystemie oraz populacji pingwinów cesarskich na Antarktydzie.