Искусственный интеллект направляет быстрое исследование подводных местообитаний на основе данных

Ученые на борту исследовательского судна Falkor Института океанологии им. Шмидта с помощью автономных подводных роботов и дистанционно управляемого аппарата (ROV) SuBastian получили 1,3 миллиона высококачественных изображений морского дна в районе Хайдрейт-Ридж и объединили их в крупнейшую известную высокодетальную цветную 3D-модель морского дна. Используя алгоритмы неконтролируемой кластеризации, они выявили в данных изображений динамичные биологические "горячие точки" для более детального обследования и отбора проб с помощью ROV.

Экспедиция под руководством доктора Блэра Торнтона показала, как использование автономной робототехники и искусственного интеллекта в море может радикально ускорить изучение труднодоступных глубоководных экосистем, таких как периодически активные метановые сипы. Благодаря высокоскоростному анализу больших данных непосредственно в море, удалось в течение нескольких дней после съемки с помощью автономных подводных аппаратов (AUV) идентифицировать, обследовать и отобрать пробы в биологических "горячих точках" на Хайдрейт-Ридж у побережья Орегона. Эта методология устраняет узкие места в обработке информации и позволяет ученым оперативно реагировать на изменения в среде.

Более 1,3 миллиона изображений морского дна, собранных AUV "Ae2000f" на глубинах 680–780 метров, были алгоритмически проанализированы для поиска "горячих точек". Преобразование этих данных в трехмерные карты и сводки по типам местообитаний прямо на борту судна позволило спланировать последующие операции роботов для детальной съемки и отбора проб в наиболее интересных зонах. В общей сложности было выполнено 19 запусков AUV и 15 погружений ROV.

В результате была создана фотограмметрическая карта одного из наиболее изученных месторождений газовых гидратов площадью более 118 000 м² (около 500 x 350 метров), которая считается крупнейшей в мире по площади 3D-цветной реконструкцией морского дна. Среднее разрешение карт составляет 6 мм, а наиболее интересные участки были отображены с разрешением на порядок выше. Обычно обработка подобных карт занимает месяцы и происходит уже после экспедиции.

"Это невероятно — видеть такие обширные участки морского дна, визуализированные всего через несколько дней после сбора исходных данных. Технология позволяет визуализировать большие площади с высоким разрешением, легко идентифицировать и нацеливаться на области для сбора данных. Раньше это было невозможно", — отметил доктор Торнтон.