Un robot de plongée explore des épaves au fond de l’océan

OceanOneK ressemble à un plongeur humain de face, avec des bras, des mains et des yeux qui ont une vision 3D et capturent le monde sous-marin en couleur.

L’arrière du robot est équipé d’ordinateurs et de huit propulseurs multidirectionnels qui l’aident à manœuvrer avec précaution les emplacements des navires coulés vulnérables.

Lorsqu’un opérateur à la surface de l’océan utilise des commandes pour diriger OceanOneK, le système de rétroaction haptique (basé sur le toucher) du robot permet à la personne de ressentir la résistance de l’eau, ainsi que les contours des artefacts.

Les capacités visuelles et tactiles réalistes d’OceanOneK sont suffisantes pour que les gens aient l’impression de plonger dans les profondeurs – sans les dangers ou l’immense pression sous-marine qu’un plongeur humain subirait.

Le roboticien de l’Université de Stanford Oussama Khatib et ses étudiants ont fait équipe avec des archéologues des grands fonds et ont commencé à envoyer le robot en plongée en septembre. L’équipe vient de terminer une autre expédition sous-marine en juillet.

Jusqu’à présent, OceanOneK a exploré un avion Beechcraft Baron F-GDPV coulé, le navire à vapeur italien Le Francesco Crispi, un navire romain du IIe siècle au large de la Corse, un avion P-38 Lightning de la Seconde Guerre mondiale et un sous-marin nommé Le Protée. .

Le Crispi est situé à environ 500 mètres sous la surface de la mer Méditerranée.

“Vous vous approchez vraiment de cette structure étonnante et quelque chose d’incroyable se produit lorsque vous la touchez : vous la ressentez vraiment”, a déclaré Khatib, professeur Weichai à la Stanford’s School of Engineering et directeur du Stanford Robotics Lab.

“Je n’avais jamais rien vécu de tel dans ma vie. Je peux dire que c’est moi qui ai touché le Crispi à 500 (mètres). Et je l’ai fait – je l’ai touché, je l’ai senti.”

OceanOneK pourrait n’être que le début d’un avenir où les robots entreprendront des explorations sous-marines trop dangereuses pour les humains et nous aideront à voir les océans d’une toute nouvelle façon.

Le roboticien Oussama Khatib de l'Université de Stanford (deuxième à gauche) a pu ressentir des sensations dans ses mains grâce au système de rétroaction du robot.

Fabriquer un robot sous-marin

Le défi dans la création d’OceanOneK et de son prédécesseur, OceanOne, était de construire un robot capable de résister à un environnement sous-marin et aux immenses pressions à différentes profondeurs, a déclaré Khatib.

OceanOne a fait ses débuts en 2016 et a exploré le vaisseau amiral naufragé du roi Louis XIV, La Lune, qui se trouve à 100 mètres sous la mer Méditerranée et à 20 milles au sud de la France. Le naufrage de 1664 n’a pas été touché par l’homme.

Le robot a trouvé un vase de la taille d’un pamplemousse et Khatib a ressenti les sensations dans ses mains alors qu’OceanOne touchait le vase avant de le placer dans un panier de récupération.

Un robot vit dans cette colonie de manchots antarctiques.  Il essaie de les sauver

L’idée d’OceanOne est née d’un désir d’étudier les récifs coralliens de la mer Rouge à des profondeurs au-delà de la plage normale pour les plongeurs. L’équipe de Stanford voulait créer quelque chose d’aussi proche que possible d’un plongeur humain en intégrant l’intelligence artificielle, la robotique avancée et la rétroaction haptique.

Le robot mesure environ 1,5 mètre de haut et son cerveau peut sentir avec quelle précaution il manipule un objet sans le casser, comme un corail ou des artefacts altérés par la mer. Un opérateur peut contrôler le bot, mais il est équipé de capteurs et chargé d’algorithmes afin qu’il puisse fonctionner de manière autonome et éviter les collisions.

Alors qu’OceanOne était conçu pour atteindre des profondeurs maximales de 200 mètres, les chercheurs avaient un nouvel objectif : 1 kilomètre (0,62 mile), d’où le nouveau nom d’OceanOneK.

L’équipe a modifié le corps du robot en utilisant une mousse spéciale contenant des microsphères de verre pour augmenter la flottabilité et lutter contre la pression de 1 000 mètres, soit plus de 100 fois ce que les humains subissent au niveau de la mer.

OceanOneK passe par un test de saisie d'un objet dans une piscine de Stanford.

Les chercheurs ont amélioré les bras du robot avec un mécanisme à huile et ressort qui empêche la compression lorsqu’il descend dans les profondeurs de l’océan. OceanOneK a également deux nouveaux types de mains et des mouvements de bras et de tête améliorés.

Le projet pose des défis qu’il n’a jamais vus dans aucun autre système, a déclaré Wesley Guo, doctorant à la Stanford’s School of Engineering. “Il faut beaucoup de réflexion originale pour que ces solutions fonctionnent.”

L’équipe a utilisé la piscine de loisirs de Stanford pour tester le robot et mener des expériences telles que le transport d’une caméra vidéo sur une perche et la collecte d’objets. Puis vint le test ultime pour OceanOneK.

Plongées profondes

Lors d’un tour de la Méditerranée à partir de 2021, OceanOneK a plongé à ces profondeurs consécutives : 406 pieds (124 mètres) jusqu’au sous-marin, 1095 pieds (334 mètres) jusqu’aux restes du navire romain et enfin 852 mètres (852 mètres) pour prouver qu’il a la capacité de plonger à presque 1 kilomètre. Mais ce n’était pas sans problèmes.

OceanOneK attrape la cargaison d'un ancien navire romain.

Guo et un autre doctorant à Stanford, Adrian Piedra, ont dû attacher l’un des bras handicapés du robot au pont de leur bateau lors d’une tempête nocturne.

“Pour moi, le robot est en gestation depuis huit ans”, a déclaré Piedra. “Vous devez comprendre comment chaque partie de ce robot fonctionne – quelles sont toutes les choses qui peuvent mal tourner, et les choses tournent toujours mal. C’est donc toujours un casse-tête. Pouvoir plonger profondément dans l’océan et ça vaut bien quelques explorer des épaves qui n’auraient jamais été vues de près.”

Les élèves travaillent sur la résolution d'un problème avec OceanOneK lors d'une expédition.

Lors de la plongée profonde d’OceanOneK en février, les membres de l’équipe ont constaté que le robot était incapable de décoller lorsqu’ils se sont arrêtés pour une vérification du propulseur. Les flottaisons sur la ligne de communication et la ligne électrique s’étaient effondrées, provoquant l’empilement de la ligne au-dessus du robot.

Ils ont réussi à tirer le dégagement et la descente d’OceanOneK a été un succès. Il a placé une pierre commémorative sur le fond marin qui disait: “Le premier contact d’un robot avec les fonds marins profonds / Un vaste nouveau monde à explorer pour les humains.”

Des bouteilles de vin non ouvertes encore à bord d'un navire royal 340 ans après son naufrage

Khatib, professeur d’informatique, a qualifié l’expérience de “voyage incroyable”. “C’est la première fois qu’un robot est capable d’aller à de telles profondeurs, d’interagir avec l’environnement et de permettre à l’opérateur humain de ressentir cet environnement”, a-t-il déclaré.

En juillet, l’équipe a revisité le navire romain et le Crispi. Alors que le premier est presque parti, la cargaison reste éparpillée sur le fond marin, a déclaré Khatib. Sur le site du navire romain, OceanOneK a récupéré avec succès d’anciens vases et lampes à huile, qui portent encore le nom de leur fabricant.

Le robot a soigneusement placé une caméra à flèche dans la coque brisée du Crispi pour capturer une vidéo des coraux et des formations de rouille alors que les bactéries se régalent du fer du navire.

Le robot étend une caméra à flèche dans la coque du bateau à vapeur italien Le Francesco Crispi.

“Nous allons jusqu’en France pour l’expédition, et là, entourés d’une équipe beaucoup plus importante, d’horizons très variés, vous vous rendez compte que le morceau de ce robot sur lequel vous avez travaillé à Stanford fait en fait partie de quelque chose de beaucoup plus plus grand.” “, a déclaré Pedra.

“Vous avez une idée de l’importance de cela, de la nouveauté et de l’importance de la plongée et de ce que cela signifie pour la science en général.”

Un avenir prometteur

Né d’une idée en 2014, le projet a un long avenir d’expéditions planifiées vers des villes sous-marines perdues, des récifs coralliens et des épaves profondes. Les innovations d’OceanOneK jettent également les bases de projets d’ingénierie sous-marine plus sûrs tels que la réparation de bateaux, de jetées et de pipelines.

Rencontrez l'explorateur qui pourrait être le premier à rechercher la vie dans les grottes de Mars

Une mission à venir explorera un bateau à vapeur coulé dans le lac Titicaca à la frontière du Pérou et de la Bolivie.

Mais Khatib et son équipe ont des rêves encore plus grands pour le projet : l’espace.

Khatib a déclaré que l’Agence spatiale européenne avait manifesté son intérêt pour le robot. Un dispositif haptique à bord de la Station spatiale internationale permettrait aux astronautes d’interagir avec le robot.

“Ils peuvent communiquer avec le robot au plus profond de l’eau”, a déclaré Khatib, “et ce serait formidable car cela simulerait la tâche de faire cela sur une autre planète ou une autre lune.”

Leave a Reply

Your email address will not be published.