Роботы в воздухе и на воде могут улучшить выращивание моллюсков

Исследователи из Университета Северной Каролины находят способы использовать роботов для увеличения урожайности марикультуры, обеспечения безопасности пищевых продуктов и снижения нагрузки на вылов диких морепродуктов. Это может помочь штату достичь цели — развить фермерское выращивание моллюсков в отрасль с оборотом $100 млн в год к 2030 году.

План заключается в использовании небольших флотилий беспилотных аппаратов на воде (USV) и в воздухе (UAV, дроны) для мониторинга качества воды в районах у побережья Северной Каролины, доступ к которым для людей затруднен и опасен.

Фокус на качестве воды

Четырехлетний проект получил финансирование в размере $1 млн от Национального института продовольствия и сельского хозяйства USDA. Команда фокусируется на качестве воды, так как оно критически важно для безопасности потребителей и прибыльности производителей.

Бактерии и другие загрязнители, попадающие в океан с ливневыми стоками, могут вынуждать прибрежные хозяйства временно приостанавливать сбор урожая. По оценкам, такие закрытия обходятся производителям в 25% их среднегодового дохода.

Сьерра Янг, главный исследователь проекта: «Мы надеемся автоматизировать тестирование воды и сбор проб, создав основанный на данных процесс, который сделает окно (закрытия) настолько малым, насколько это необходимо».

Прогнозирование «горячих точек»

Исследователи планируют разработать компьютерные модели для прогнозирования участков хозяйства, наиболее вероятных для возникновения бактериальных «горячих точек» — мест с потенциально более высоким уровнем бактерий или других важных параметров качества воды, таких как растворенный кислород или pH.

В этих точках роботы будут использовать сенсорные зонды для измерений и отбирать пробы для лабораторного анализа.

Янг поясняет: «Мы интегрируем моделирование качества воды с планированием маршрута роботов, чтобы направлять их в наиболее важные и информативные области. Идея в том, чтобы получить максимум пользы от одного развертывания, особенно когда количество проб воды, которые могут взять роботы, ограничено».

Совместная работа роботов

Проект изучает способы взаимодействия беспилотных надводных аппаратов (USV) и беспилотных летательных аппаратов (UAV, дроны). Например, дроны могут проводить разведку и предупреждать USV о потенциально опасных для входа зонах, а USV могут служить посадочными и док-станциями для дронов, расширяя зону обследования.

Тестирование системы планируется начать в местных озерах, прудах, на территории университета и в его Морском исследовательском центре аквакультуры в округе Картерет. Полномасштабные испытания также пройдут в коммерческих зонах выращивания устриц.

Янг: «Мы разрабатываем наш автономный флот роботов для получения данных о качестве воды не только для принятия управленческих решений в реальном времени, но и для улучшения прогнозов бактериальной нагрузки. Наша долгосрочная цель — передать эту информацию, а в конечном итоге и сами роботизированные инструменты, в руки производителей, чтобы помочь снизить потери производства и дохода из-за гибели моллюсков и незапланированных закрытий».