德國研究人員最近研發出一款具創新性的人工智能驅動水下機器人,這項技術有望徹底改變我們應對海洋污染的方式,該機器人配備了一個巨型四指機械手,能夠有效收集海洋垃圾。這個機器人是慕尼黑工業大學(TUM)工程團隊在歐盟項目SEACLEAR下所開發的成果,旨在解決全球最大環境問題之一的海洋垃圾問題。隨著海洋垃圾的日益嚴重,這款水下機器人提供了一種創新的解決方案,能夠自動化地進行垃圾回收,減少對海洋生態的破壞。
這款自主潛水機器人利用集成的人工智能系統,通過超聲波和攝像頭來檢測水下的垃圾。一旦成功識別,它便會將垃圾撿起,並將其帶回水面。該機器人首次在法國馬賽的港口進行了能力展示,成功收集了各類垃圾,包括重達 551 磅(約 250 公斤)的物品。這些垃圾的類型多樣,從電動滑板車、失落的漁網到港口的舊輪胎和破碎玻璃,機器人能夠有效處理各種不同重量和形狀的廢棄物。
根據 TUM 的信息技術控制主席 Stefan Sosnowski 博士的說法,當水深達到 52 英尺(約 16 米)或更深時,使用自主水下垃圾收集技術的垃圾處理將變得具經濟效益。因此,整個系統包括一艘無人服務船、救生艇、無人機、小型水下搜索機器人以及 TUM 的潛水機器人。服務船為機器人提供動力和數據連接,並通過電纜進行交流,同時也向水下發送超聲波,生成海床的粗略地圖。小型 20 英寸(約 50 厘米)的搜索機器人則能迅速高效地掃描海床。
這款水下機器人由八個迷你渦輪發動機提供動力,能夠潛入檢測到垃圾的位置並收集物品。它使用一種裝置將垃圾加載到額外的自主救生艇上,該艇作為漂浮的垃圾容器。Sosnowski 博士指出,由於首先需要識別垃圾,並且抓取物體需要高度的精確度,因此機器人上配備了攝像頭和聲納設備,即使在混濁的水中也能保持良好的定位。這為有效收集海洋垃圾提供了強有力的技術支持。
識別水下垃圾並不容易,因為可用來訓練神經網絡的圖像數據非常有限。但研究團隊已經成功標記了超過 7,000 張潛在的水下垃圾圖像,這些物體不應存在於海床上。當垃圾被檢測到後,人工智能系統會將圖像轉換為三維模型,這對於確定物體的安全抓取位置至關重要。該機器人的四指抓取裝置能施加高達 4,000 牛頓的力量,並能夠舉起重達 551 磅(約 250 公斤)的物品。抓取力則由特殊傳感器調整,以測量施加的力量,避免損壞物品,例如防止塑料桶破裂或玻璃瓶破碎。
雖然這艘船在實驗過程中是自主運行的,但研究人員在實驗期間保持了其連接狀態。機器上的電池續航時間僅為兩小時,而電纜則增強了人工智能的性能,同時幫助將重物拉回水面。這款重達 264 磅(約 120 公斤)的潛水機器人包裹在浮力泡沫中,當迷你渦輪關閉時它能保持在水中懸浮,這樣可以讓機器人自由移動並保持航向。這對於精確接近物體至關重要,這一點在 Sosnowski 博士的新聞稿中得到了強調。這款水下機器人的創新設計和技術不僅展示了現代科技的潛力,也為解決海洋污染問題提供了新的思路。