4月19日,Nauticus Robotics 宣布,其为国防创新部门(Defense Innovation Unit)开发的、旨在摧毁爆炸水雷的两栖机器人 Terranaut 已通过初步阶段,并正在进行进一步开发。该机器建立在 Nauticus 先前在水下无人驾驶飞行器方面的基础上。它融入了对完全自主、无人连接的水下操作的整体设想,其中为商业水下工作开发的工具,为专门为解决海洋表面以下特殊军事需求而制造的机器提供信息。
Nauticus 在 社交媒体 上发布了一张沙滩上的履带印迹延伸至海面的图片,以此预告了 Terranaut 的发布。
DIU,即国防创新部门,是国防部内部的一个部门,旨在将商业技术领域的创新引入军事用途。它不是要 reinvent the wheel,而是旨在寻找可以直接应用于战车的车轮。
“当你们拥有一些他们认为可以用于国防任务的面向商业的技术时,DIU 就会产生兴趣,” Nauticus 首席执行官 Nicolaus Radford 告诉《Popular Science》。“很多人关注我们的那些大橙色机器人。但机器人脑袋里的东西更重要。”
“所以 DIU 就说,‘好吧,你们在商业上取得了一些进展,’” Radford 补充道。“你们已经拥有了软硬件方面的商业平台。也许我们可以稍微修改一下,使其适用于我们感兴趣的这些其他任务。”
Nauticus 在其公告中强调,Terranaut 正在作为一款自主扫雷机器人进行开发,它可以在海滩和浪区工作。这些正是海军陆战队训练和计划作战的区域,尤其是在太平洋岛屿战争中。Terranaut 将如其承诺的那样,能够游泳和爬行,由一个可以接收声学通信发送的人类指令的自主控制系统驱动。
Terranaut 可以通过履带和强大的推进器进行导航,并计划配备可从机体伸出的机械臂,以执行任何任务,例如拆解水下水雷。
“它能够穿梭于水体中,并且能够改变其浮力,从而获得可观的牵引力,” Radford 说。“假设你在海底行驶,遇到了一块岩石。那么,你不知道这块岩石有多长,绕过它可能需要一些时间,对吧?”在这种情况下,解决方案就是从它上面通过。
许多为 Terranaut 的创建和设计提供信息的工作,都来自于 Nauticus 在 Aquanaut 上的工作。Aquanaut 是一款长 14.5 英尺的潜水机器人,可以在近 10,000 英尺的深度运行,标准版本可以在最远 75 英里的距离运行。Aquanaut 由电动机驱动,并携带超过 67 千瓦时的电池电量,在水下以 3 节(约 3.5 英里/小时)的基础速度行驶,并且其电池续航时间超过四天。但 Aquanaut 最与众不同的地方在于其可伸缩的机械臂,在不需要时可以折叠进机体,以及它能够通过声学通信而不是像其他水下机器人那样通过脐带电缆进行直接通信来运行。
Aquanaut 能够感知其周围环境,这得益于声纳、立体光学传感器、原生 3D 点云图像和其他传感器。这些数据可以以比深海传输更高的分辨率收集,Aquanaut 能够浮出水面或对接,更快地传输更高体积和密度的数据。
与 Aquanaut 一样,Terranaut 也没有连接到船只的脐带。
Radford 说:“通常情况下,船只都有连接到机器人的脐带,‘因为你需要有一个操作员,用摇杆看着高清显示器,能够驾驶这东西。’我们说的是‘把这一切都抛开吧。’我们可以创造一种不需要脐带的混合机器,它能够游得很远,但事实证明,人们只是不想拍照。他们想捡起东西,放下东西,切割东西,插上东西,我们开发了一类全新的海底机器,让你能够在水下进行操作,而无需脐带。”
去除脐带释放了设计限制,使得可以根据船只的类型来发射和管理水下机器人。这也带来了一系列新的问题,比如如何确保机器人正在执行人类操作员要求的任务,因为操作员不再是直接驾驶,而是指挥机器。水下通信很困难,因为无线电信号和光信号的射程和效率都有限,尤其是在海洋表面以下。
解决这两个问题意味着要转向机载自主和声学控制。
Radford 说:“我们的数据速率相当于 1987 年的拨号网络。你不可能在水下通过 Netflix 服务器传输高清视频,但有一些方法可以向操作员发送你周围 3D 环境的代表性信息,然后操作员就可以围绕机器人进行自动驾驶。”
这意味着,本质上,机器人本身主要负责管理其压载和方向的具体细节,并遵循通过水传声学指令。反过来,它会发送信息回来,让一个人类能够选择已经加载到机器人上的动作和行为。
与之前的 Aquanaut 一样,Terranaut 将预装导航环境和执行分配任务所需的行为。一旦 Terranaut 穿过波涛汹涌的浅滩,登上沙滩,进入可视范围,它将运用这些工具——自适应自主和远程人类引导——来拆除水下炸药等致命障碍物。
Radford 说:“我认为这是我们正在开发一系列充满活力的水下无人机系列的开端,我希望它能激发公众对水下可能性的想象。我认为它和太空一样迷人,甚至更甚,因为它离我们更近。“你知道,海洋海底只有百分之五被探索过。我们生活在一个被愚蠢地命名为地球的海洋行星上。”