Автономный подводный сбор отходов может вскоре стать реальностью

Морской мусор – серьёзная экологическая проблема во всём мире. В рамках проекта ЕС SEACLEAR исследовательская группа Мюнхенского технического университета (TUM) разработала автономного подводного робота, способного обнаруживать и извлекать мусор. Он использует систему искусственного интеллекта для анализа объектов с помощью ультразвука и камер, поднимает их и поднимает на поверхность. Автономная подводная система сбора отходов впервые продемонстрировала свои возможности в порту Марселя (Франция).

В бесчисленных портах по всему миру водолазы регулярно вытаскивают из акваторий электросамокаты, велосипеды, потерянные рыболовные сети и старые шины. В Дубровнике исследователи насчитали более 1000 единиц мусора на площади 100 квадратных метров.

Автономная утилизация отходов вскоре станет решением этой проблемы. Вся система состоит из беспилотного сервисного катера с надувной лодкой, беспилотника, небольшого подводного поискового робота и водолазного робота TUM. По словам доктора Стефана Сосновского, заведующего кафедрой управления информационными технологиями TUM, анализ затрат и выгод показывает, что утилизация отходов с использованием автономного подводного сбора становится рентабельной на глубине 16 метров и более.

Вот как это работает: сервисный катер снабжает подводных роботов электроэнергией и данными по кабелю. Он также посылает ультразвуковые волны в глубину для создания приблизительной карты морского дна. Специальный поисковый робот длиной около 50 сантиметров быстро и эффективно сканирует морское дно.

Вооружённая этой информацией, подводная лодка TUM, приводимая в движение восемью мини-турбинами, погружается к местам обнаружения мусора. Затем она захватывает предметы и с помощью лебёдки загружает их на дополнительную автономную лодку, которая служит плавучим контейнером для отходов.

Среди особенностей подводного робота TUM:

1. Система распознаёт мусор и отображает его в 3D: «Поскольку сначала нам нужно распознать мусор, а захват объектов требует высокой точности, у нас на борту есть камера и сонар, которые позволяют ориентироваться даже в мутной воде», — объясняет исследователь Сосновски. Распознавание мусора — задача не из лёгких. Это связано с тем, что практически нет изображений подводных объектов, которые можно было бы использовать для обучения нейронных сетей.

«Именно поэтому партнёры проекта уже пометили более 7000 изображений как объекты, не относящиеся к морскому дну», — говорит Сосновски. После того, как мусор идентифицирован, ИИ преобразует изображения в 3D. «Это важно для определения места, где можно надёжно захватить объект», — объясняет Сосновски.

2. Прочный и чувствительный захват: гигантская четырёхпалая рука автономного захвата, разработанного TUM для ныряющего робота, объёмом около 1 м³ , способна сжимать предметы с силой 4000 ньютонов и захватывать предметы весом до 250 кг. Однако специальные датчики позволяют ей определять, какое усилие она может приложить, не причиняя повреждений. Это предотвращает, например, разрушение пластиковых вёдер или стеклянных бутылок.

3. Кабель соединяет робота с источником питания и сетью передачи данных: несмотря на то, что лодка TUM движется в воде автономно, исследователи держали её «на поводке». Причина: бортовой аккумулятор обеспечивал питание всего около двух часов. Кроме того, кабельное соединение позволяет немного повысить производительность ИИ. Кабель также служит тросом для подъёма тяжёлых предметов из моря на поверхность.

4. Пена плавучести удерживает подводного робота на месте: 120-килограммовая подводная лодка окружена пеной плавучести, которая удерживает её в подвешенном состоянии в воде, когда мини-турбины не используются. Это позволяет подводному роботу свободно перемещаться и сохранять точный курс. «Это важно для точного сближения с объектами», — говорит исследователь Сосновски.

Источник: https://techxplore.com/news/2025-09-autonomous-underwater-reality.html