Robot de buceo explorando naufragios en el fondo del océano

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Un robot creado en la Universidad de Stanford en California se sumerge en busca de naufragios y aviones hundidos de una manera que los humanos no pueden. El robot, conocido como OceanOneK, permite que sus operadores se sientan como exploradores submarinos también.

OceanOneK es como un buzo humano de frente, con brazos, manos y ojos con visión 3D, capturando el mundo submarino a todo color.

La parte posterior del robot contiene computadoras y ocho propulsores multidireccionales que lo ayudan a maniobrar con cuidado en las frágiles ubicaciones de los barcos hundidos.

Cuando un operador en la superficie del océano usa controles para dirigir el OceanOneK, el sistema de retroalimentación (basado en el tacto) del robot hace que uno sienta la resistencia del agua, así como las características de los artefactos.

La visión realista y las capacidades táctiles de OceanOneK son suficientes para que las personas se sientan como si estuvieran sumergiéndose en las profundidades, sin los peligros o la enorme presión submarina a la que estaría expuesto un buceador humano.

El especialista en robótica de Stanford, Osama al-Khatib, y sus estudiantes se asociaron con arqueólogos de aguas profundas y comenzaron a enviar el robot en una expedición de buceo en septiembre. El equipo acaba de completar otra expedición submarina en julio.

Hasta ahora, OceanOneK ha explorado el avión Beechcraft Baron F-GDPV hundido, el vapor italiano Le Francesco Crispi, un barco romano del siglo II frente a las costas de Córcega, un avión Lightning P-38 de la Segunda Guerra Mundial y un submarino llamado Le Protée.

Crispi se encuentra a unos 500 metros (1.640 pies) por debajo de la superficie del mar Mediterráneo.

“Te acercas mucho a esta asombrosa estructura y sucede algo increíble cuando la tocas: realmente la sientes”, dijo Khatib, profesor de Weichai en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Stanford y director del Laboratorio de Robótica de Stanford.

“Nunca había experimentado algo así en mi vida. Puedo decir que toqué el Crispy a 500 (metros). Y lo hice, lo toqué, lo sentí”.

OceanOneK podría ser solo el comienzo de un futuro en el que los robots asuman una exploración submarina muy peligrosa para los humanos y nos ayuden a ver los océanos de una forma completamente nueva.

El especialista en robótica de la Universidad de Stanford, Osama Al-Khatib (segundo desde la izquierda), pudo sentir sensaciones en sus manos utilizando el sistema de retroalimentación del robot.

Al-Khatib dijo que el desafío de crear OceanOneK y su predecesor, OceanOne, era construir un robot que pudiera soportar un entorno submarino y una tremenda presión a diferentes profundidades.

OceanOne hizo su debut en 2016, explorando el buque insignia naufragado del rey Luis XIV, La Lune, ubicado a 328 pies (100 metros) bajo el mar Mediterráneo a 20 millas (32 kilómetros) del sur de Francia. El naufragio de 1664 permaneció intacto por los humanos.

El robot recuperó un jarrón del tamaño de una toronja y el prometido sintió las sensaciones en sus manos cuando Ocean One tocó el jarrón antes de colocarlo en la canasta de recuperación.

La idea de OceanOne surgió del deseo de estudiar los arrecifes de coral en el Mar Rojo a profundidades más allá del rango normal de los buceadores. El equipo de la Universidad de Stanford quería crear algo lo más parecido posible a un buzo humano, integrando inteligencia artificial, robótica avanzada y retroalimentación háptica.

El robot mide aproximadamente 5 pies (1,5 metros) de largo y su cerebro puede registrar qué tan ansioso está por manejar algo sin romperlo, como arrecifes de coral o artefactos desgastados. El operador puede controlar el robot, pero está equipado con sensores y cargado con algoritmos para que pueda operar de forma independiente y evitar colisiones.

Mientras que OceanOne fue diseñado para alcanzar profundidades máximas de 656 pies (200 metros), los investigadores tenían un nuevo objetivo: 1 kilómetro (0,62 millas), de ahí el nuevo nombre de OceanOneK.

El equipo alteró el cuerpo del robot utilizando una espuma especial que contenía gránulos de vidrio para aumentar la flotabilidad y combatir las presiones hasta 1.000 metros, más de 100 veces lo que experimentan los humanos al nivel del mar.

OceanOneK pasa una prueba de agarre de objetos en una piscina en la Universidad de Stanford.

Los investigadores mejoraron los brazos del robot con un mecanismo de aceite y resorte que evita la presión a medida que desciende a las profundidades del océano. OceanOneK también obtiene dos nuevos tipos de manos y una mayor movilidad de brazos y manos.

Wesley Jo, estudiante de doctorado en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Stanford, dijo que el proyecto presenta desafíos que no se ven en ningún otro sistema. “Se necesita mucho pensar fuera de la caja para que estas soluciones funcionen”.

El equipo usó el Muelle Recreativo de Stanford para probar el robot y realizar experimentos, como sostener una cámara de video en una pluma y recolectar objetos. Luego vino la prueba final de OceanOneK.

En una gira por el Mediterráneo que comenzó en 2021, OceanOneK se sumergió a estas profundidades sucesivas: 406 pies (124 metros) hasta el submarino, 1,095 pies (334 metros) hasta los restos del barco romano y, finalmente, 0,5 millas (852 metros). tiene la capacidad de bucear a casi un kilómetro. Pero no fue sin problemas.

OceanOneK llega por mercancías de un antiguo barco romano.

Guo y otro estudiante de doctorado de Stanford, Adrian Pedra, tuvieron que reparar uno de los brazos defectuosos del robot en la cubierta de su barco durante la noche durante una tormenta.

“Para mí, se necesitan ocho años para hacer un robot”, dijo Pedra. “Tienes que entender cómo funciona cada parte de este robot: qué cosas pueden salir mal, las cosas siempre salen mal. Así que siempre es como un rompecabezas. Ser capaz de sumergirse en las profundidades del océano y explorar algunos naufragios nunca antes vistos con este Un primer plano es muy gratificante “.

Los estudiantes solucionan un problema con OceanOneK durante la expedición.

Durante la inmersión profunda de OceanOneK en febrero, los miembros del equipo descubrieron que el robot no podía ascender cuando se detuvieron para comprobar el empuje. Los flotadores de las líneas eléctricas y de comunicaciones colapsaron, lo que provocó que la línea se acumulara sobre el robot.

Pudieron tomar el relevo y el descenso de OceanOneK fue un éxito. Se dejó caer un letrero conmemorativo en el fondo del mar que decía: “Primer toque del robot en el fondo del mar profundo / Nuevo mundo vasto que los humanos pueden explorar”.

Al-Khatib, profesor de informática, describió la experiencia como un “viaje increíble”. “Esta es la primera vez que un robot ha podido alcanzar esta profundidad e interactuar con el entorno y permitir que el operador humano sienta ese entorno”, dijo.

En julio, el equipo volvió a visitar el barco Roman y Crispi. Al-Khatib dijo que si bien el primero casi ha desaparecido, su cargamento aún está disperso en el fondo del mar. En el sitio del barco romano, OceanOneK logró recolectar jarrones antiguos y lámparas de aceite, que aún llevan el nombre de su fabricante.

El robot colocó cuidadosamente una cámara dentro del casco roto de Crispi para capturar videos de óxido y formaciones de coral mientras las bacterias se alimentan del hierro del barco.

El robot extiende una cámara con un brazo articulado dentro del casco del barco de vapor italiano Le Francesco Crispi.

“Vamos a Francia en la expedición, y allí, rodeados por un equipo mucho más grande, proveniente de una amplia gama de orígenes, te das cuenta de que la pieza de este robot en la que has estado trabajando en Stanford es en realidad parte de algo mucho más más grande”, dijo Pedra.

“Te haces una idea de lo importante que es esto, lo moderno e importante que es el buceo y lo que esto significa para la ciencia en general”.

El proyecto que surgió de una idea en 2014 tiene un largo futuro de expediciones planificadas a ciudades submarinas perdidas, arrecifes y naufragios profundos. Las innovaciones de OceanOneK también sientan las bases para proyectos de ingeniería submarina más seguros, como la reparación de barcos, muelles y tuberías.

Una de las próximas misiones será la exploración de un naufragio en el lago Titicaca en las fronteras de Perú y Bolivia.

Pero Khatib y su equipo tienen sueños más grandes para el proyecto: el espacio.

Al-Khatib dijo que la Agencia Espacial Europea ha expresado interés en el robot. El dispositivo háptico a bordo de la Estación Espacial Internacional permitirá a los astronautas interactuar con el robot.

“Pueden interactuar con el robot en las profundidades del agua, y eso sería genial porque simularía la misión de hacerlo en un planeta diferente o en una luna diferente”, dijo Al-Khatib.

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