Sadece 15 yaşında, Evan BudzOntario, Dundas'tan bir öğrenci, kirliliği ve çevresel tehditleri %96 doğrulukla tespit edebilen su altı robotik bir kaplumbağa geliştirdi. Biyonik Su Altı Robotik Kaplumbağa (BURT) adı verilen icadı, Avrupa'nın en prestijli genç bilim yarışmalarından birinde yer alarak, pratik ve düşük maliyetli yaklaşımıyla araştırma camiasının ilgisini çekti.
Basit bir okul projesi olmaktan çok uzak, BURT, biyomimikri, robotik ve yapay zekayı bir araya getiriyor. Sessizce su altında hareket eden otonom bir cihazda. Büyük Göller'deki kaplumbağaların davranışlarından ilham alan Budz, genellikle incelemeyi amaçladıkları ekosistemlere potansiyel olarak zararlı olan gürültülü pervanelere dayanan geleneksel su altı dronlarına bir alternatif aradı.
Doğadan ilham alan robotik bir kaplumbağa.
En Ticari amaçlı kullanılan sualtı dronları pervanelere dayanmaktadır. Hareket ederken gürültü çıkarırlar, balıkların ve diğer türlerin davranışlarını değiştirirler ve hatta mercan resifleri veya tatlı su alanları gibi hassas yaşam alanlarına zarar verebilirler. Büyük Göller'de kaplumbağaların tamamen sessiz bir şekilde nasıl hareket ettiğini gözlemleyen Evan Budz, basit ama etkili bir fikir buldu: yüzme stillerini taklit etmek.
Sonuç olarak, BURT adında bir robot ortaya çıktı ve bu robot şu özellikleri kullanıyor: Pervane motorları yerine esnek bir kanat sistemiBu yüzgeçler, gerçek kaplumbağaların hareket kalıplarını taklit ederek, pürüzsüz ve sessiz bir hareket sağlar. Önemsiz gibi görünen bu fark, bilimsel çalışmalar için çok önemlidir çünkü araştırmacıların, su altı ortamını canlıları rahatsız etmeden veya ölçmek istedikleri parametreleri değiştirmeden incelemelerine olanak tanır.
Bu biyomimetik yaklaşım sayesinde BURT hem içeri hem de dışarı doğru hareket edebiliyor. tatlı su habitatlarındaki mercan resifleri gibiHassas bölgelerden aşırı türbülans veya mekanik gürültü oluşturmadan geçebilme özelliği, onu özellikle deniz koruma projeleri ve hassas ekosistemlerin izlenmesi için ilgi çekici bir araç haline getiriyor.
Tasarımın bir diğer önemli yönü de robotun şu şekilde işlev görecek şekilde tasarlanmış olmasıdır: otonom ve istikrarlı su altıAni veya öngörülemeyen hareketlerden kaçınmak. Bu navigasyonel istikrar, kaliteli veri toplamak ve zaman içinde karşılaştırılabilir görüntüler veya ölçümler elde etmek amaçlandığında çok önemlidir.
Yapay zekâ, kirliliği gerçek zamanlı olarak izleyecek.
BURT'un dış görünüşü kaplumbağaya benzemesiyle dikkat çekiyorsa, Gerçek teknolojik atılım içeride gerçekleşiyor.Genç Kanadalı, makine öğrenimi sistemini doğrudan robota entegre ederek, robotun harici sunuculara veya sürekli yer bağlantılarına bağımlı olmadan veri işleyebilmesini sağladı.
Bu yapay zeka modeli şu amaçla eğitilmiştir: Plastik atıkları, istilacı türleri ve ısı stresi belirtilerini tespit edin.Örneğin mercan beyazlaması gibi. Robot hareket ederken, yapay zekanın gerçek zamanlı olarak analiz ettiği görüntüleri ve çevresel parametreleri yakalar ve izlenen alanda mevcut tehditlerin gerçek zamanlı bir haritasını oluşturur.
Sistemle yapılan testler şunu gösteriyor: Bu risk faktörlerini tespit etmede %96 doğruluk oranıBu rakam, prototipi, veri incelemesi tamamlandıktan sonra insan ekiplerinin verileri gözden geçirmesini gerektiren birçok profesyonel çözümle aynı seviyeye, hatta onların üzerine çıkarıyor.
Bu yerleşik analitik yetenek, şunlara olanak tanır: Araştırmacılar ve teknisyenler neredeyse anında uyarı alıyorlar. Su kalitesindeki değişiklikler, atık varlığı veya sorunlu türlerin yayılması gibi, beklenmedik dökülmeler veya aşırı sıcaklık artışları gibi müdahale süresinin kritik önem taşıdığı durumlarda, güncel bilgilere sahip olmak, hasarı azaltmak ile çok geç kalmak arasındaki farkı yaratır.
Ayrıca, güçlü yüzey sunucularına sürekli bağlantı gerektirmediği için, BURT, maliyetli ve karmaşık altyapıya olan bağımlılığı azaltır.Bu durum, daha geniş alanları kapsamak için birden fazla cihazın paralel olarak konuşlandırılmasının önünü açıyor; bu da özellikle büyük limanlarda, deniz koruma alanlarında ve yoğun insan baskısına maruz kalan Avrupa kıyı bölgelerinde faydalı olabilir.
Küresel bir sorun için düşük maliyetli teknoloji
Bilim camiasının en çok dikkatini çeken özelliklerden biri de şudur: Robot, sıradan malzemeler kullanılarak inşa edilmiştir ve düşük maliyetli donanımBudz'un büyük bir üniversite laboratuvarı veya milyon dolarlık bir bütçesi yoktu; bunun yerine herkesin piyasada bulabileceği erişilebilir bileşenlere sahipti.
Bu yaklaşım şunu göstermektedir ki Çevre robotik alanındaki yenilikler büyük araştırma merkezleriyle sınırlı olmak zorunda değil.Eğer bir lise öğrencisi sınırlı kaynaklarla bu kadar yüksek doğruluk oranına sahip bir sistemi doğrulayabiliyorsa, birçok vatandaşlık veya eğitim projesinin de benzer bir yolu izleyebileceğini düşünmek mantıklıdır.
Kombinasyonu Entegre yapay zekâya sahip uygun fiyatlı bileşenler Bu durum, sözde vatandaş bilimi için ilginç bir senaryo sunuyor. Çevre dernekleri, dalış grupları, enstitüler ve hatta yerel yönetimler, gelecekte, ara sıra yapılan ölçüm kampanyalarına her zaman bağımlı kalmadan, nehirleri, rezervuarları, kıyıları ve deniz koruma alanlarını izlemek için benzer araçlara sahip olabilirler.
Avrupa bağlamında, su kalitesi ve deniz biyoçeşitliliğinin korunması AB mevzuatı tarafından öncelikli olarak belirlenen bu teknolojiler, Brüksel'in teşvik ettiği sürekli gözetim stratejileriyle mükemmel bir uyum içindedir. Otonom ve uygun maliyetli sistemler, ulaşılması zor veya kaynakları sınırlı bölgelerde gelişmiş izleme olanağı sağlayacaktır.
BURT özel durumunun ötesinde, proje giderek büyüyen bir tartışmayı körüklüyor: Yapay zekâ, gezegenin korunmasında ne gibi bir rol oynamalıdır?Mesleki risklere veya yapay zekanın ticari kullanımına odaklanan söylemlerin aksine, bu tür girişimler, çevre korumasına doğrudan etki eden uygulamalara işaret etmektedir.
Garajdan Avrupa bilimsel vitrinine
Evan Budz'un çalışmaları yerel çevresiyle sınırlı kalmadı. Burt, Kanada'yı temsil etmek üzere seçildi. Bilim ve teknoloji alanındaki en saygın gençlik yarışmalarından biri olan Avrupa Birliği Genç Bilim İnsanları Yarışması'nda (EUCYS).
Bu yarışma her yıl Avrupa'da bir araya geliyor. öğrenciler tarafından geliştirilen projelerBu şirketler mühendislik, biyomedikal, fizik ve sürdürülebilirlik gibi alanlarda yenilikçi çözümler sunmaktadır. Bir gencin geliştirdiği su altı robotunun bu düzeyde bir tanınırlığa ulaşması, büyük ölçekli bir çevre izleme aracı olarak potansiyelini ortaya koymaktadır.
Deniz koruma alanına odaklanan araştırmacılar topluluğu için böyle bir cihaz Çok özel bir ihtiyaca cevap veriyor.Ekosistemlerdeki ani değişiklikleri, bir araştırma gemisi veya tek seferlik bir kampanya tarafından toplanan verilerin işlenmesinden günler veya haftalar sonra değil, tam da meydana geldikleri anda tespit edebilen sistemlere sahip olmak.
Bu fırsat penceresi, bir tehdit geri döndürülemez hale gelmeden önce müdahale etmek için kritik öneme sahip olabilir. BURT'tan ilham alan teknolojiler sistematik olarak uygulanırsa... Avrupa kıyı bölgeleri, deniz koruma alanları veya koruma altındaki bölgelerAvrupa Birliği'nin çevre politikalarında öngörülen erken uyarı mekanizmalarının güçlendirilmesi mümkün olabilir.
Projenin uluslararası alanda tanınması, Avrupa eğitim kurumlarına ve bilimsel kuruluşlarına da bir mesaj gönderiyor: robotik alanındaki gençlik girişimlerini desteklemek Bu, yalnızca meslek edinmeyi teşvik etmekle kalmaz, aynı zamanda deniz kirliliği veya biyolojik çeşitlilik kaybı gibi gerçek sorunlara yönelik faydalı çözümlere de dönüşebilir.
Ekolojik izlemenin geleceğine dair bir pencere
Projenin gözden kaçmayan bir diğer unsuru daha var: bu tür teknolojinin ölçeklendirilme olasılığıBURT projesi, sınırlı kaynaklarla etkili bir robotun inşa edilebileceğini gösterdiyse, geliştirilmiş versiyonlar pH, tuzluluk, besin konsantrasyonu veya ağır metallerin varlığı gibi parametreleri ölçmek için ek sensörler içerebilir.
Avrupa'da, konuşlandırmanın gerçekleştiği yerlerde deniz ve kıyı gözlem ağlarıBu robotik kaplumbağadan ilham alan bir cihaz filosu, mevcut şamandıraları, uyduları ve kıyı istasyonlarını tamamlayabilir. Bu mobil platformlar, özellikle verilerin şu anda yetersiz olduğu bölgelerde, yüzeyin altında neler olup bittiğine dair daha ayrıntılı bir görünüm sunacaktır.
Dahası, yapay zekanın robotun içine entegre edilmiş olması, şu senaryoları hayal etmeyi kolaylaştırıyor: birden fazla cihaz birbiriyle işbirliği yapıyor.Bilgi paylaşımı ve keşif rotalarının otomatik olarak koordine edilmesi. Robotlar arasındaki bu işbirliği, işletme maliyetlerini önemli ölçüde artırmadan daha uzun mesafeleri kat etmelerini sağlayacaktır.
Eğitim düzeyinde, Budz gibi projeler şunu gösteriyor ki Sualtı robotik ve yapay zekâ, eğitim araçlarına dönüşebilir. Güçlü bir potansiyele sahip. Avrupa enstitülerinde ve üniversitelerinde, benzer prototiplerin geliştirilmesi, öğrencilerin programlama, elektronik, mekanik ve hatta çevresel veri yönetimi konularını çok pratik bir yaklaşımla öğrenmelerine yardımcı olabilir.
İklim değişikliğinin ilerlemesi, denizlerin ve nehirlerin kirlenmesi ve türlerin hızlanarak yok olmasıyla karakterize edilen bir dönemde, su altında otonom gözlere ve kulaklara sahip olmak Bu artık teknolojik bir merak konusu değil, ekosistem yönetimi konusunda bilinçli kararlar almaya çalışanlar için bir zorunluluktur.
Bir gencin Büyük Göller'de yüzen kaplumbağaları izlemesiyle başlayan şey, bugünkü haline dönüştü. Merak duygusunun, erişilebilir teknolojinin ve yapay zekanın birleşmesinin ne kadar ileri gidebileceğinin bir hatırlatıcısı.BURT robotik kaplumbağası, su altı izleme alanında bir ilerlemeyi temsil etmekle kalmıyor, aynı zamanda Kanada, Avrupa ve ötesindeki suların sağlığını sessizce izleyebilecek yeni nesil robotlar ve yeni vatandaş bilimi biçimlerinin önünü açıyor.
