Usando múltiples vehículos autónomos simultáneamente, un equipo interdisciplinario de científicos e ingenieros regresa a los Estados Unidos después de explorar el frente subtropical del Pacífico Norte, un límite nítido donde las frías aguas dulces del norte se encuentran con las cálidas y saladas aguas del sur. Los frentes son los fenómenos oceanográficos más conspicuos y el objetivo de este proyecto era demostrar el uso de la robótica autónoma distribuida para detectar, pista, y caracterizar estos procesos complejos y dinámicos con alta precisión en grandes escalas espaciales y temporales.

Reuniendo antena, superficie, y vehículos robóticos submarinos con el apoyo del buque de investigación Falkor, permitió al equipo ubicar, mapa, y explorar el frente. Se detectó aproximadamente 1, 000 millas náuticas frente a la costa del sur de California, varios días antes de la llegada del grupo de investigación utilizando vehículos autónomos de superficie. Múltiples submarinos de bajo coste, superficie, y los robots aéreos se unieron a la exploración frontal desde Falkor. El sistema robótico distribuido resultante y la red de sensores inteligentes ayudaron al equipo de investigación a rastrear dinámicamente el complejo frente oceánico. de una manera más fácil, más rápido, y una forma más rentable que sería posible con los medios tradicionales, como depender únicamente de los barcos.

Las observaciones satelitales a menudo no son suficientes para rastrear el sistema oceánico en constante cambio. Para ubicar el frente del Pacífico Norte en primer lugar, este grupo internacional de científicos e ingenieros liderado por el Dr. Joao Borges de Sousa, del Laboratorio de Sistemas e Tecnologia Subaquatica (LSTS) de la Universidad de Porto desplegó un WaveGlider y dos Saildrones en el área de investigación objetivo antes de la llegada del barco. Los datos que adquirieron y transmitieron a Falkor por satélite permitieron al grupo de investigación optimizar los planes de despliegue para todos los vehículos autónomos. incluidos los que fueron entregados y desplegados desde el buque. Software de control inteligente de vehículos múltiples, Centro espacial oceánico, desarrollado en LSTS y desplegado en Falkor se perfeccionó durante todo el crucero para optimizar automáticamente las operaciones de todos los robots desplegados y facilitar el control de la flota robótica para los operadores humanos. Por primera vez, Se trazó un mapa de una sección de un importante frente de mar abierto con una resolución de sub-mesoescala utilizando una flota controlada de docenas de robots autónomos. Este mapa detallado del frente oceánico compuesto dinámicamente a partir de los datos adquiridos permitió a los científicos identificar puntos críticos en los que se llevaron a cabo estudios coordinados por barco-robóticos con resolución espacial y temporal adaptativa.

La operación de múltiples activos en mar abierto puede ser difícil pero, en menos de tres semanas, los robots submarinos viajaron más de 1, 000 millas náuticas durante aproximadamente 500 horas, mientras que los vehículos autónomos de superficie operaban continuamente, y los vehículos aéreos no tripulados realizaron más de 25 vuelos por un total de 10 horas. Este proyecto demuestra un enfoque novedoso para distribuir las observaciones de la dinámica oceánica compleja a través de múltiples submarinos, superficie, y vehículos aéreos. En lugar de tomar muestras de un recipiente en un solo lugar, Los investigadores ahora pueden monitorear un área mucho más grande con alta resolución en el espacio y el tiempo de una manera escalable y rentable utilizando una flota en red de vehículos robóticos respaldados por un centro de comando basado en embarcaciones.

"Creo que es fundamental que la humanidad comprenda el panorama general porque, en el final, estamos hablando del sistema de soporte vital para la Tierra, ", dijo João Sousa." Los océanos son un componente importante de ese sistema de soporte vital y no son tan tremendamente grandes como la gente tiende a suponer. De hecho, si toda el agua de los océanos se pusiera en una burbuja, a la mayoría de nosotros nos sorprendería ver cuán impresionantemente pequeño se ve en comparación con el tamaño de la Tierra. Y, todavía, la ciencia todavía carece de la tecnología y las herramientas para estudiar la salud y el funcionamiento general de los océanos. "

Para permitir una presencia sostenible en los océanos, el grupo desarrolló aún más su software específico llamado Neptus and Ripples, el software detrás del Open Space Center, que les permitió ver y controlar los robots en tiempo real, Adquirir una conciencia situacional avanzada, visualización remota, y control, todo a través de Internet. Esta cadena de herramientas de software les permitió controlar el conjunto de vehículos de varias formas sin precedentes, notablemente operando sin parar durante la mayor parte de la expedición con un solo operador.

Las lecciones aprendidas y los resultados obtenidos en este crucero se pueden aplicar a otras regiones frontales, así como a otros fenómenos del océano mundial. Por lo tanto, Las tecnologías demostradas en esta expedición nos ayudarán a comprender y monitorear cómo cuestiones clave como el cambio climático, Acidificación oceánica, pesca insostenible, polución, desperdicio, pérdida de hábitats y biodiversidad, Envío, seguridad, y la minería están afectando la sostenibilidad y la administración de los océanos a nivel mundial.