Robôs autônomos ágeis ajudam os pesquisadores a explorar o oceano, sem necessidade de navio

O oceano cobre mais de 70% da superfície do planeta e suas extensas profundezas representam o maior espaço vital da Terra. Para entender o enorme ambiente marinho, os cientistas precisam de ferramentas de pesquisa que possam viajar por toda parte. Os navios de pesquisa fornecem uma plataforma crítica para explorar o oceano. Mas ir para o mar em um navio de pesquisa requer recursos substanciais. As instituições devem investir em frota e tripulação próprias ou contar com embarcações compartilhadas, onde a demanda supera em muito a capacidade.

Robôs autônomos são essenciais para o futuro da ciência e exploração oceânica. Os engenheiros do MBARI desenvolveram robôs científicos oceânicos que funcionam independentemente dos navios. O veículo autônomo de longo alcance do MBARI (LRAUV) é um robô ágil que pode ser implantado em praias, píeres e pequenos barcos para executar missões complexas por conta própria por semanas a meses.

O LRAUV tem cerca de dois metros (6,6 pés) de comprimento e pesa 110 kg (242,5 libras). Projetado desde o início pelos engenheiros da MBARI, ele viaja pela água sem controle direto da costa. Ele coleta informações sobre as características físicas, químicas e biológicas de seus arredores. MBARI tem uma frota de oito LRAUVs. Cada um carrega uma carga única para amostragem de água, análise microbiana, acústica ou geração de imagens.

Desde o início, os engenheiros do MBARI projetaram o LRAUV para funcionar sem uma nave hospedeira. No entanto, as primeiras implantações ainda exigiam pequenos barcos para lançar o veículo. Não foi até 2017 que as primeiras operações totalmente sem navios começaram durante uma colaboração com a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA) usando o LRAUV para monitorar a proliferação de algas tóxicas. Desde então, MBARI tem lançado rotineiramente LRAUVs ​​de praias e píeres ao longo da costa da Califórnia e dos Grandes Lagos.

Em dezembro de 2022, os engenheiros do MBARI executaram a primeira implantação do LRAUV na praia fora das instalações de pesquisa do MBARI em Moss Landing, Califórnia.

A equipe levou o robô para a praia em um carrinho durável equipado com pneus todo-o-terreno para facilitar as manobras na areia. O engenheiro mecânico Brett Hobson e o engenheiro de software Brian Kieft vestiram roupas de mergulho e rolaram suavemente o LRAUV na água enquanto o engenheiro de software Tom O’Reilly vigiava da costa. Uma vez flutuando nas ondas, Hobson e Kieft desamarraram o robô de seu carrinho e soltaram o veículo para completar uma curta missão no mar. Depois de completar sua missão, o LRAUV voltou para Hobson e Kieft, que então prenderam o veículo em seu carrinho novamente e o rolaram de volta para a praia nas ondas quebrando.

Lançar e recuperar o LRAUV da costa, em vez de um navio, libera as embarcações de pesquisa para hospedar as complicadas expedições para as quais são mais adequadas. Operações sem navios são mais ágeis e também melhores para o meio ambiente. As tecnologias que podem ser implementadas a partir da costa têm uma pegada de carbono menor. Quando lançado da terra, o LRAUV alimentado por bateria é uma ferramenta livre de emissões. Nossa nova estação de acoplamento recarrega os veículos com energia captada do sol. A equipe LRAUV também está trabalhando para operações livres de carbono em um futuro próximo.

De forma crítica, as implantações sem navios ajudam a expandir o acesso ao oceano. Nem todas as instituições de pesquisa têm acesso a um navio. Mesmo que o façam, operar essas plataformas é caro. O oceano enfrenta uma onda crescente de ameaças e é mais urgente do que nunca mobilizar uma ampla variedade de esforços científicos e de engenharia para a exploração do oceano. Reduzir as barreiras de acesso ao oceano é fundamental.

Compreender os complexos processos físicos e biológicos que sustentam os ecossistemas marinhos e, em última análise, também o bem-estar humano, requer sistemas de observação robustos. Nossos sistemas autônomos são capazes de monitorar continuamente a saúde dos oceanos em tempo real. Os engenheiros do MBARI vislumbram um futuro em que robôs autônomos operam independentemente de navios e técnicos, 24 horas por dia, 365 dias por ano. A capacidade de lançar e recuperar o LRAUV do navio ou da costa ajuda a apoiar essa visão ousada de exploração autônoma.