Епохата на човешкото изследване е зад гърба ни. Машините ще го вземат оттук

Професор Хектор Оренго в Палаикастро. Снимката е предоставена от H. Оренго.

Разположен на източното крайбрежие на Крит, Palaikastro е известен с планини, пълни с билки, извори с прясна вода и многобройни исторически места. През бронзовата епоха, около 2000 г. пр. н. е., живописното място е било център на търговията. Въпреки че някои туристи в момента идват да видят яворовите дървета на града, морските гледки и минойските архитектурни руини, градът от 1100 души остава далеч от типичните туристически маршрути.

Съдържание

  • Нова методология
  • Изследване на миналото, настоящето и бъдещето
  • Преминаване по всякакъв терен

Д-р Хектор Оренго не дойде тук, за да види обичайните гледки. Той отиде тук с екип от археолози, за да разгледа отблизо земята - да види неща, които не могат да се видят с невъоръжено око.

„Успях да видя пейзаж, който беше буквално невидим“

Има много хипотези за това как е започнала сложната минойска цивилизация. Доказателствата за някои от тези теории могат да бъдат намерени върху, във и под почвата. За да разбере живота преди хиляди години, Оренго трябваше да направи топографска карта с висока разделителна способност на ландшафта, която да показва малки отклонения в повърхността на полето.

Свързани

  • Тази умна нова техника може да ни помогне да картографираме дъното на океана - от небето
  • Топ състезател с дрон се изправя срещу дрон робот в първия сблъсък между хора и машини
  • Може ли космическите мишки да ни помогнат да разработим лечение против стареене тук на Земята?

„Много от тези промени не се виждат, защото може да са само няколко сантиметра високи“, казва той.

Професор Хектор Оренго лети с дрон над Палаикастро. Снимката е предоставена от H. Оренго.

Ученият от испанския Каталонски институт по класическа археология е само един от многото изследователи, които се обръщат към дронове и роботи, за да надникнат в скрития свят. Повечето гимназисти смятат епохата на изследването за периода между 15-ти и 17-ти векове, когато европейските мъже с остри бради и панталони обикалят планетата, поръчвайки коприна и подправки. И все пак дроновете и роботите поставят началото на нова ера на разследване, позволявайки на човечеството да отиде по-далеч в космоса, гмурнете се по-дълбоко надолу в океана и дори разкриват нови факти на места, където изследователите са търсили много пъти преди.

Нова методология

Екипът на Оренго летя с дронове над покрити с храсти ливади на Палаикастро, правейки поредица от снимки, които ще помогнат за изграждането на цифрова, 3D реконструкция на древния пейзаж. Дори само преди няколко години такива топографски карти бяха правени с екип, който бавно се разхождаше над даден сайт, правейки снимки и драскайки бележки.

„Това спестява много на времето,” въодушевява Оренго.

Докато безпилотните превозни средства са направили няколко забележителни открития през десетилетията, като останките от Титаник през 1985 г. и признаци на микробен живот на Марс през 2013 г., те стават достъпни за повече от правителството и финансираните от рисков капитал мисии, което дава възможност на граждански учени, стартиращи компании и академици да начертаят нови територии.

„Роботите ще ни позволят да изследваме места 100, 200 или 500 години, преди да успеем да го направим в плът“

Неотдавна дрон преоткри a хибискус диво цвете отдавна смятани за изчезнали в скалите на хавайската долина Калалау. Роботи са открили змиорки и близалки котешки акули дълбоко в Калифорнийския залив, където концентрацията на кислород е по-малко от 1 процент от тази на сушата.

Използвайки комбинация от фотография с дрон, сателитни данни и компютърни алгоритми, екипът на Оренго изгради модел на терена и след това го филтрира за „микро-топографии“.

Арън Парнес по време на дните си в лабораторията за реактивни двигатели на НАСА. Снимката е предоставена от НАСА.

„С тази методология успях да идентифицирам полеви системи, тераси и структури, които не бяха видими без дроновете и топографията с висока разделителна способност“, казва той. „Успях да видя пейзаж, който беше буквално невидим. Този пейзаж имаше много важни улики за това как се е държала цивилизацията. Икономиката, която имаха.

В статия, публикувана в Американско списание по археология, Оренго използва откритията на своя екип, за да предложи нова теория за това как се е появил минойският град. Въпреки че много историци смятат, че цивилизацията се е основавала на селското стопанство, Оренго е открил пейзаж, който е проектиран, разделен и подреден за икономика, базирана на овце.

„Беше доста различно от това, което хората предполагаха дотогава“, казва той. „Дронът ни помогна да видим неща, които не бихме могли да видим иначе.“

Катерещият робот на НАСА катери скали и търси живот

Изследване на миналото, настоящето и бъдещето

Дроновете не само ни позволяват да погледнем в миналото, но и в настоящето и възможното бъдеще. НАСА изпрати дронове и роботи във вулканични тунели и марсиански кратери.

„Роботите ще ни позволят да изследваме места 100, 200 или 500 години, преди някога да можем да го направим на живо“, казва Арън Парнес, който преди това е ръководил екипа на НАСА за екстремни среди по роботика. „Те също ще ни позволят да отидем на места, където е невъзможно човек да оцелее.“

НАСА има планове за изпращане на роувъри до планети и луни в далечните краища на Слънчевата система. Междувременно роботизираните изследвания на организацията оказват влияние върху планетата майка. Науката за Земята отдавна е част от нейната основна директива.

„Роботите, които имаме на Марс днес, са невероятни, но те карат по равни склонове и не са проектирани да ходят на екстремни терени.“

Новите роботи и дронове често са вдъхновени от членовете на лабораторията за реактивни двигатели на НАСА, които задават на учените прост въпрос: „Какви са данните, които бихте искали да имате които не можете да получите?" Отговорите включват екип от вулканолози на НАСА, които обясняват как биха искали да видят пукнатини, които преминават през втвърдената лава в разтопената басейни. Тези отвори могат да бъдат само 25 сантиметра широки.

„Ще кажем: „Мислим, че можем да изградим робот, който може да се спусне в тях вулканични отвори и след това използвайте сензор Xbox Kinect, който ще картографира цялата структура по пътя надолу,” обяснява Парнес. Тествани на вулкана Килауеа на Хаваите, тези ботове могат да получат поглед отблизо как магмата тече нагоре през скалите към земната повърхност. Разузнавателните дроиди ще имат и междупланетни приложения, тъй като спящи и активни вулкани са забелязани на Марс, Меркурий и Луната.

Арън Парнес тества своите „хващачи за гекони“ при нулева гравитация. Снимката е предоставена от НАСА.

За някои вулкани и други върхове предизвикателствата не са само топлина и лава, а лед и въглероден диоксид. Екипът на НАСА за екстремни среди по роботика разработи IceWorm за катерене по лъскави повърхности. Винтове за лед стърчат от краката на робота, а сензор за налягане инструктира мозъка му колко силно да пробие, за да поддържа баланс, без да раздробява повърхността. Краката могат да се пробиват в лед и да извличат проби. Такава еластична машина може също да се движи вътре в ледник, за да проучи колко бързо се топи. И да, има също така много лед, който да бъде мащабиран върху други небесни тела като Енцелад, шестата луна на Сатурн и любимата на всички планета джудже в пояса на Кайпер, Плутон.

„Роботите, които имаме на Марс днес, са невероятни, но те се движат по равни склонове и не са проектирани да ходят на екстремни терени“, обяснява Парнес.

Преминаване по всякакъв терен

За да премине през коварните контури, екипът на Extreme Environments Robotics разработи LEMUR (екскурзия с крайници Mechanical Utility Robot), който първоначално е бил замислен като асистент за ремонт на Международното пространство гара. Четирикракото творение разцъфна в катерещ се разузнавателен бот, който можеше мащаб назъбени вертикали и идентифициране на микробни форми на живот. Като част от полеви тест, LEMUR се изкачи по склон в Долината на смъртта, използвайки лазерни импулси, за да определи жизнеспособна пътека.

„Отидохме до Луната преди 50 години, но едва през 2010 г. имахме достатъчно добри данни, за да разберем, че на повърхността на Луната има гигантски дупки.“

Краката на LEMUR имат иновативни дръжки, вдъхновени от „най-пъргавото катерещо се животно в света“, гекона. Както обяснява Парнес, краката на гекона имат милиони малки косъмчета, които се използват сила на Ван дер Ваалс за да им позволите привидно да се противопоставят на гравитацията – катерейки се по дървета, скали и, ако сте резервирали правилното ваканционно настаняване, стената на хотелската ви стая. Итерацията на НАСА на краката на гекони, направени от стомана вместо коса, може да се залепи върху повърхности независимо от температура, вакуум, въздушно налягане или радиация.

Все пак Парнес признава майката природа за първоначалния новатор: „Ако геконът не съществуваше, на никой не би му хрумнала идеята.“ Иновативните механични крачета също са практични приложения. Една компания е лицензирала патента за функцията за захващане и го лицензира за използване на поточни линии и други видове промишлено производство.

Дроновете и роботите бързо стават все по-често срещани за изследователите в много изследователски области. Оренго публикува подробни документи за методологиите на своите екипи с надеждата, че други археолози ще разберат как да използват инструментите. Неотдавнашна работа, например, обясни начините за използване на фотография с дрон за картографиране и категоризиране керамични парчета (чередки), които могат да бъдат ключови за разбирането на оформлението на древен град.

Докато Парнес работи тези дни в Amazon (по проект, който в момента е в тайна), той чака да получи отговор от НАСА относно финансирането на мисия, която той помогна да предложи, наречена Moon Diver. За целта роботи ще бъдат пуснати върху небесното тяло, които след това ще се спуснат в тунели под повърхността, за да изпращат обратно снимки и данни.

„Отидохме на Луната преди 50 години, но едва през 2010 г. имахме достатъчно добри данни, за да разберем, че има гигантски дупки на повърхността на Луната“, казва Парнес.

Изследователят предвижда бъдеще, в което дронове се разполагат редовно. „Когато говорите за слънчевата система, мисля, че знаем за първите три страници от книгата за нея. Има още толкова много за научаване и откриване“, казва той. „Веднага щом разберете, че тези неща съществуват, човешкият импулс е да отидете да изследвате.“

Препоръки на редакторите

  • Най-новата дива идея за изследване на космоса? Роботи, направени от парчета лед
  • Светът се нуждае от система за контрол на трафика с дронове, така че AirMap изгражда такава
  • Новите машини на центъра за изпълнение на Amazon опаковат кутии до 5 пъти по-бързо от хората
  • От дронове до умни хапчета, през 2018 г. се наблюдава значителен технологичен напредък в медицината
  • Rise of the Machines: Ето колко роботи и A.I. напредна през 2018 г