美国国家科学基金会资助开发探索冰架的机器人群

　　俄勒冈州立大学的研究人员将领导一个由科学家和工程师组成的团队，进行一项为期三年、耗资150万美元的项目，开发和测试一组机器人，这些机器人可以在冰架下行走，收集有关冰洞范围和周围海洋特性的关键测量数据。

　　俄勒冈州立大学地球、海洋和大气科学学院助理教授、该项目的首席研究员杰西卡·加伍德(Jessica Garwood)说，这项由美国国家科学基金会极地项目办公室资助的努力，旨在帮助推进在狭窄和难以到达的环境下的水下探索，比如冰架下的洞穴。

　　她说，海洋环境变暖导致极地冰盖和冰架(冰盖的浮动延伸部分)迅速融化，并导致全球海平面上升，但研究这一现象的影响对研究人员构成了重大挑战，因为他们的工具有限，无法利用现有工具到达冰下危险而遥远的深洞。

　　Garwood说:“在冰下的水下工作尤其具有挑战性，因为通信有限，而且没有地面通道来回收设备。”“我们需要能够进入这些区域并返回的机器人。”

　　研究小组的目标是开发一个大型“母舰”机器人系统，该系统将携带并部署一群较小的乘客机器人，这些机器人可以分散开来，探索融化的冰架下的水域或其他难以进入的地方。这些机器人将自动操作，并被编程为具有基于条件的决策能力。

　　“概念验证”项目包括为母机器人和一群乘客机器人建立部署和回收系统;开发用于水下通信和定位的硬件和协议;导航和决策算法可以让机器人根据遇到的情况调整自己的行为和数据收集工作。

　　“一旦机器人被部署，它们就只能靠自己了。它们将无法在水面上发送信息，它们只能相互交流，”加伍德说，他是一名海洋学家，过去的工作包括将机器人放入海洋中，以调查洋流如何移动小型海洋生物。“因此，机器人可能会被编程来识别来自融化冰川的淡水信号，并跟踪该信号，例如。”

　　在这个为期三年的项目中，研究人员计划在水中进行一系列测试，包括俄勒冈州的一个冰冻湖。

　　“当前的目标是开发这些工具和系统，”Garwood说。“最终目标是进入冰架下，这样我们就可以研究冰-海动态并监测海洋条件的变化。这样的系统在其他环境中也可能有效，例如在沿海海洋中，居住机器人团队可以监测海洋状况，并调整其采样行为以响应特定的地下信号，例如低氧水域。”

　　俄勒冈州立大学工程学院机器人决策实验室的负责人、该项目的联合首席研究员杰夫·霍林格(Geoff Hollinger)副教授说，多机器人系统已经存在于空中和地面环境中。

　　他说:“现有的系统无法克服冰下环境带来的通信、传感和协调挑战。”“解决这些问题并在新环境中部署具有巨大的潜力，可以让我们了解冰川和海洋。”

　　研究小组还包括杨百翰大学的菲尔·伦德里根;天普大学的武藤敦弘;伍兹霍尔海洋研究所的Nicholas Rypkema;普渡大学的Yu She;

　　该项目源于美国国家科学基金会(National Science foundation)赞助的创意实验室(Ideas Lab)研讨会，该研讨会汇集了来自机器人、极地科学、海洋学和工程学等多个学科的科学家，共同探讨创新解决方案，以推进水下科学。