Tecnologia de navegação robótica explorará o oceano profundo

O robô submersível Orpheus está sendo desenvolvido pelo Woods Hole Oceanographic Institute e pelo JPL para explorar o oceano profundo de forma autônoma. Orpheus usa navegação baseada em visão que funciona de maneira semelhante à navegação do Helicóptero Ingenuity Mars durante o vôo.

O submersível pode explorar as profundezas mais extremas do oceano, criando mapas 3D do fundo do mar. Mostrado nesta foto durante uma expedição anterior, o Orpheus é muito menor do que outros submersíveis, tornando-o mais fácil de transportar e operar.

A navegação relativa ao terreno ajudou o Perseverance a pousar – e o Ingenuity a voar – de forma autônoma em Marte. Agora é hora de testar um sistema semelhante enquanto explora outra fronteira.

Em 14 de maio, o navio da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA) Okeanos Explorer partirá de Port Canaveral, na Flórida, em uma expedição de duas semanas liderada pela NOAA Ocean Exploration, apresentando a demonstração de tecnologia de um veículo subaquático autônomo. Chamada de Orpheus, esta nova classe de robô submersível apresentará um sistema que o ajudará a encontrar seu caminho e identificar características científicas interessantes no fundo do mar.

A navegação relativa ao terreno foi fundamental para ajudar o rover Mars 2020 Perseverance Mars da NASA a pousar com precisão no Planeta Vermelho em 18 de fevereiro. O sistema permitiu que o robô descendente mapeasse visualmente a paisagem marciana, identificasse perigos e depois escolhesse um local seguro pousar sem ajuda humana. De maneira semelhante, o Ingenuity Mars Helicopter da agência usa um sistema de navegação baseado em visão para rastrear características da superfície no solo durante o vôo, a fim de estimar seus movimentos na superfície marciana.

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Desenvolvido por engenheiros do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia, uma evolução da navegação baseada em visão que foi usada em Marte agora passará por um teste um pouco mais perto de casa: na costa leste dos EUA, no Oceano Atlântico.

Equipamentos de localização grandes e de alta potência, como o sonar, normalmente seriam necessários para navegar nas águas escuras e muitas vezes turvas perto do fundo do mar. Ao utilizar um sistema de câmeras e luzes de baixo consumo de energia, juntamente com um software avançado, o Orpheus é uma ordem de magnitude mais leve do que a maioria dos submersíveis de águas profundas. Menor que um quadriciclo e pesando cerca de 550 libras (250 quilos), o Orpheus foi projetado para ser ágil, fácil de operar e robusto enquanto explora profundidades inacessíveis à maioria dos veículos.

A demonstração da tecnologia Orpheus será realizada a bordo do navio NOAA Okeanos Explorer. Depois de partir de Port Canaveral, na Flórida, em 14 de maio, a expedição de duas semanas explora as águas da costa leste dos EUA.

Projetado pela Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) em colaboração com o JPL, o Orpheus pode trabalhar sem amarras em quase qualquer lugar do oceano, incluindo as profundidades mais extremas. Por fim, a equipe do projeto espera ver um enxame desses robôs subaquáticos trabalhando em equipe para construir mapas 3D das vastas regiões inexploradas do fundo do oceano na zona hadal – regiões com mais de 20.000 pés (6.000 metros). Mas antes que o robô possa explorar essas profundidades, ele deve primeiro ser testado em águas mais rasas.

Mergulhando no Futuro

“Esta demonstração técnica será usada para coletar dados para demonstrar a viabilidade da navegação relativa ao terreno no oceano, além de mostrar como vários robôs operarão juntos em ambientes extremos”, disse Russell Smith, engenheiro mecânico de robótica do JPL. “Esses testes nos colocarão no caminho para iniciar futuros mergulhos na zona hadal e buscar de forma inteligente regiões emocionantes de alta atividade biológica”.

Explore uma galeria de protótipos de robôs de ponta sendo desenvolvidos para futuras explorações planetárias.

A versão de navegação baseada em visão de Orpheus é chamada de odometria inercial visual, ou xVIO, e funciona usando um sistema de câmeras avançadas e software de correspondência de padrões, juntamente com instrumentos que podem medir com precisão sua orientação e movimento. À medida que Orpheus viaja pelo fundo do mar, o xVIO identifica características – como rochas, conchas e corais – abaixo do veículo. Como lembrar pontos de referência durante uma viagem, o xVIO construirá mapas 3D usando esses recursos como pontos de passagem para ajudá-lo a navegar. Mas este sistema é mais do que simplesmente um meio de evitar que o robô submersível se perca.