机器人潜入海洋科学

游泳机器人为海洋科学家提供了关键信息

马克·帕特森(Mark Patterson)博士卧病在佛罗里达群岛附近的一艘研究船上,他有了一个启示:我们拥有制造水下研究机器人的技术。那是1991年。今天,帕特森的自主水下航行器(AUV)可以在切萨皮克湾、墨西哥湾,甚至南极洲冰冷的海洋周围穿梭。

帕特森于1992年来到VIMS,当时他已经联系了罗切斯特理工学院(Rochester Institute of Technology)的教授吉姆·西亚斯(Jim Sias),为他的游泳梦机器建造一个防水外壳。凭借几笔小额拨款,与海军和海洋科学家的无数次交谈,以及几个月的周末修修补修,他的第一个水下机器人Fetch于1995年在威廉玛丽学院的游泳池里游泳。第二年,Sias-Patterson公司诞生,第一款商用AUV进入市场。

但是帕特森对综合性水生研究机器人的设想还没有完全实现。他最初的希望是通过研究缅因湾的内波来实地测试Fetch原型。然而,由于生产的延误,这艘AUV的首航被迫改变,它的首要任务是为美国国家海洋和大气管理局识别和统计鱼类。帕特森笑着说:“Fetch活了过来,取得了成功,但从未测量过缅因湾的波浪。”

Fetch仍然是VIMS帕特森研究佳博体育的重要组成部分。潜水至1000英尺深度长达4小时,机器人可以测量水质(氧气,盐度,温度,pH值),绘制海底地图,并估计鱼类数量。帕特森说,高频声纳与摄像机相结合,使Fetch能够“识别并记住它所看到的东西——甚至可以根据物种识别鱼类”。这导致了去年威廉与玛丽学院获得了美国专利722621,帕特森是主要发明人,他的团队还包括前海洋科学学院硕士生丹尼尔·杜立特尔(2003年)和VIMS研究与咨询服务主任罗杰·曼。

“这项技术的前景,”他说,“是测量海洋变化速度的能力。”这样做解决了一个长期困扰海洋研究的难题。

Fetch扩大了对佛罗里达群岛珊瑚礁功能的了解,与另外两个auv一起绘制了博内尔岛的珊瑚礁,并在加利福尼亚沿海绘制海藻床时躲过了海狮的袭击。今年,AUV将帮助帕特森的团队调查冰岛附近的浅水热液喷口,在那里,11,000年前渗出的淡水创造了一个独特的海洋生物群落。

帕特森继续梦想着。“蜂群是下一个大事件。多组auv协同工作将使我们能够同时监测环境并提供国土安全数据。”