로봇 내비게이션 기술로 심해 탐험 예정

Orpheus 잠수정 로봇은 Woods Hole Oceanographic Institute와 JPL이 심해를 자율적으로 탐색하기 위해 개발하고 있습니다. Orpheus는 Ingenuity Mars Helicopter가 비행 중 탐색하는 방식과 유사한 방식으로 작동하는 비전 기반 탐색을 사용합니다.

잠수정은 바다의 가장 깊은 곳까지 탐험하여 해저의 3D 지도를 만들 수 있습니다. 이전 탐험 중 이 사진에 표시된 오르페우스는 다른 잠수정보다 훨씬 작아서 운반 및 작동이 더 쉽습니다.

지형 기반 항법은 Perseverance가 화성에 자율적으로 착륙하고 Ingenuity가 비행하는 데 도움이 되었습니다. 이제 다른 영역을 탐험하면서 유사한 시스템을 테스트할 시간입니다.

5월 14일, 미국 국립해양대기청(NOAA) 선박 오케아노스 익스플로러(Okeanos Explorer)는 자율 수중 차량의 기술 시연을 특징으로 하는 NOAA 해양 탐사(Ocean Exploration)가 이끄는 2주간의 탐험을 통해 플로리다 포트 커내버럴(Port Canaveral)에서 출발할 예정입니다. 오르페우스(Orpheus)라고 불리는 이 새로운 종류의 수중 로봇은 길을 찾고 해저에서 흥미로운 과학적 특징을 식별하는 데 도움이 되는 시스템을 선보일 것입니다.

지형 기반 내비게이션은 NASA의 Mars 2020 Perseverance Mars 탐사선이 2월 18일 화성에 정밀하게 착륙하는 데 도움이 되었습니다. 이 시스템을 통해 하강하는 로봇은 화성의 풍경을 시각적으로 매핑하고 위험을 식별한 다음 안전한 장소를 선택할 수 있었습니다. 사람의 도움 없이 착륙합니다. 비슷한 방식으로 기관의 Ingenuity Mars Helicopter는 화성 표면을 가로지르는 움직임을 추정하기 위해 비전 기반 내비게이션 시스템을 사용하여 비행 중 지상의 표면 특징을 추적합니다.

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남부 캘리포니아에 있는 NASA 제트 추진 연구소의 엔지니어들이 개발한 화성에서 사용된 비전 기반 항법의 진화는 이제 좀 더 가까운 곳, 즉 대서양의 미국 동부 해안에서 시험 운행을 받게 될 것입니다.

일반적으로 해저 근처의 어둡고 탁한 바다를 탐색하려면 소나와 같은 대형 고출력 위치 찾기 장비가 필요합니다. 첨단 소프트웨어와 함께 카메라와 조명의 저전력 시스템을 활용함으로써 Orpheus는 대부분의 심해 잠수정보다 훨씬 가볍습니다. 4륜 오토바이보다 작고 무게가 약 550파운드(250kg)에 달하는 Orpheus는 대부분의 차량이 접근할 수 없는 깊이를 탐색하면서 민첩하고 작동하기 쉽고 견고하도록 설계되었습니다.

Orpheus 기술 시연은 NOAA 선박 Okeanos Explorer에서 진행됩니다. 5월 14일 플로리다의 포트 커내버럴(Port Canaveral)을 출발한 후 2주간의 탐험은 미국 동부 해안 해역을 탐험합니다.

Woods Hole Oceanographic Institution(WHOI)이 JPL과 협력하여 설계한 Orpheus는 가장 깊은 곳을 포함하여 바다의 거의 모든 곳에서 자유롭게 작업할 수 있습니다. 궁극적으로 프로젝트 팀은 이러한 수중 로봇 떼가 팀으로 협력하여 해달 구역(6,000미터)보다 깊은 지역인 해저 지역의 미개척 광대한 지역에 대한 3D 지도를 구축하는 것을 보기를 희망합니다. 그러나 로봇이 이러한 깊이를 탐색하려면 먼저 더 얕은 물에서 속도를 시험해야 합니다.

미래로 다이빙

JPL의 로봇 기계 엔지니어인 러셀 스미스(Russell Smith)는 “이 기술 데모는 바다에서 지형에 따른 탐색의 실행 가능성을 보여주기 위해 데이터를 수집하는 동시에 극한 환경에서 여러 로봇이 어떻게 함께 작동하는지 보여주는 데 사용될 것입니다.”라고 말했습니다. "이 테스트를 통해 우리는 향후 해달 영역에 대한 다이빙을 시작하고 생물학적 활동이 높은 흥미로운 영역을 지능적으로 찾을 수 있게 될 것입니다."

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Orpheus의 비전 기반 내비게이션 버전은 시각적 관성 주행 거리계(xVIO)라고 하며 방향과 동작을 정확하게 측정할 수 있는 장비와 함께 고급 카메라 및 패턴 일치 소프트웨어 시스템을 사용하여 작동합니다. Orpheus가 해저 위를 여행할 때 xVIO는 차량 아래에 있는 암석, 조개, 산호와 같은 특징을 식별합니다. 자동차 여행 중에 랜드마크를 기억하는 것처럼 xVIO는 이러한 기능을 길 안내를 위한 웨이포인트로 사용하여 3D 지도를 구성합니다. 하지만 이 시스템은 단순히 수중 로봇의 분실을 방지하기 위한 수단 그 이상입니다.