WPI(슬롯 사이트)의 학부생들은 자연 포식자에 의해 확인되지 않고 미국 연안과 카리브해 해역의 산호초와 기타 해양 생태계의 안녕을 위협하는 침입성 어류에 의한 위협을 줄이는 데 도움이 될 수 있는 자율 수중 로봇을 구축하고 있습니다. 여기에는 상업적으로나 오락적으로 중요한 토종 어류가 포함됩니다.
지난 가을에 시작된 다년간의 노력으로 WPI 학생 팀은 온라인 슬롯를 자동으로 사냥하고 수확하도록 설계된 로봇을 개발하고 있습니다. 이 프로젝트의 목표는 카리브해부터 플로리다 및 조지아 해안까지 해양 생태계에 대한 침입종의 영향을 줄이는 것입니다. 생선은 값비싼 별미이기 때문에 로봇은 지역 어부들에게 새로운 수입원을 제공할 수도 있습니다.
이 로봇의 모습은 8개의 주황색 창을 보여줍니다.
파란색 캐러셀에 팁이 장착되어 있고, 작은 상자 두 개가 바로
카메라와 전자 장치가 들어 있는 캐러셀 뒤에
오른쪽 카메라 뒤의 챔버 및 부력
왼쪽 카메라 뒤의 챔버.
첫 번째 학생 프로젝트 팀, MQP 완료 (주요 적격 프로젝트)은 지난 학년도에 잠수정 로봇이 라이온피시를 다른 종과 구별하고 창으로 찔러 버릴 수 있는 여러 시스템을 개발하기 위해 노력했습니다. 로봇은 일반적으로 스쿠버 다이빙을 통해 물고기를 잡는 어부들에게 만지면 고통스러운 독성 가시가 있는 물고기를 수확하는 보다 효율적이고 안전한 방법을 제공할 수 있습니다.
모든 온라인 슬롯 학생의 졸업 요건인 MQP는 학생들에게 전문적인 수준의 경험을 제공하는 팀 기반 디자인 또는 연구 프로젝트입니다. 2017-18년 프로젝트 팀은 로봇 공학을 전공한 2018년 졸업생인 William Godsey, Brandon Kelly, Joseph Lombardi, Nikolay Uvarov 및 Andrey Yuzvik으로 구성되었습니다. 교수진은 다음과 같습니다.슬롯 게임 케네스 A. 스태포드 | 우스터 폴리테크닉 연구소, 교수이자 대학 로봇 자원 센터 소장;브래들리 밀러, 로봇공학자원센터 부소장; 그리고크레이그 퍼트남, 컴퓨터 과학 수석 강사이자 온라인 슬롯 부이사온라인 슬롯공학 | 우스터 폴리테크닉 연구소.
"이것은 경제적, 환경적 이점이 있으며 생선은 맛있습니다"라고 로봇의 컴퓨터 비전 시스템에 초점을 맞춘 Kelly가 말했습니다. "이 물고기로 인해 막대한 피해가 발생하는 것을 보고 정말 이 프로젝트에 참여하고 싶었습니다. 세상에 변화를 가져올 수 있을 것 같은 느낌이 들었습니다."
남태평양과 인도양에 서식하는 다채로운 수족관 물고기인 온라인 슬롯는 카리브해와 서부 대서양에서 심각한 문제가 되었습니다. 미국 국립해양대기청(NOAA)은 이들을 “침입종의 표본”이라고 부릅니다. 본래의 바다 밖에는 포식자가 없기 때문에 인구는 놀라운 속도로 증가하고 있으며, 이미 기후 변화, 오염, 남획의 영향으로 어려움을 겪고 있는 산호초에 추가적인 스트레스를 가하고 있습니다.
온라인 슬롯는 또한 지역에 상업적, 오락적, 생태학적으로 중요한 토종 어류 개체군을 파괴하고 있습니다. 해양 지원 재단(Ocean Support Foundation)에 따르면, 먹을 때 정상 부피의 최대 30배까지 확장될 수 있는 위를 가진 이 물고기는 단 5주 만에 암초에 사는 어린 물고기 개체수를 거의 90%까지 줄일 수 있습니다. 온라인 슬롯의 뱃속에는 50종 이상의 치어가 있는 것으로 밝혀졌습니다.
물고기를 수확하는 것은 지역에 경제적 이익이 될 수 있습니다. 왜냐하면 이 물고기는 파운드당 최대 20달러를 가져올 수 있기 때문에 어부들의 식량원일 뿐만 아니라 탄탄한 수입원이기도 합니다.
온라인 슬롯를 수확하는 데 사용할 수 있는 상업용 로봇이 있지만 밧줄로 로봇에 연결된 작업자의 지시를 받아야 하며, 이로 인해 연약한 산호초가 손상될 수 있습니다. WPI 로봇은 묶이지 않고 인간의 지시 없이 스스로 물고기를 사냥합니다. 온라인 슬롯를 인식하면 경로를 변경하여 가로채서 창으로 찔러버립니다. 부력이 있는 창 끝은 물고기를 분리하여 수집할 표면으로 띄웁니다. 어부는 어획량을 극대화하기 위해 여러 로봇을 사용할 수 있습니다.
"목표는 로봇을 보트 옆으로 던져 암초로 내려가 경로를 계획하고 검색을 시작하도록 하는 것입니다."라고 Putnam이 말했습니다. "수색 패턴을 설정하고 암초를 따라 날아가야 하며, 온라인 슬롯를 찾는 동안 암초에 부딪히지 않아야 합니다. 로봇이 환경 솔루션의 일부가 될 수 있다는 아이디어입니다."
창 끝을 움직이는 회전목마의 클로즈업
금속 자루에 의해 온라인 슬롯에 밀려들어갈 위치로.
로봇의 카메라 중 하나가 작은 곳에서 보입니다.
왼쪽에 방수 상자.
지난해 MQP 팀 구성원은 기계 학습, 고급 컴퓨터 비전 라이브러리, 신경망 소프트웨어 및 컴퓨터 비전 모델을 사용하여 로봇의 컴퓨터 비전 시스템을 개발했습니다. 이는 온라인 슬롯를 해당 지역의 다른 물고기 및 수생 종과 구별하는 열쇠입니다. 그들은 95% 이상의 정확도로 라이온피시를 인식하도록 훈련시키기 위해 다양한 각도와 조명 조건에서 촬영한 다양한 색상의 수천 장의 라이온피시 이미지를 시스템에 보여주었습니다. "학생들은 또한 반드시 필요한 시스템 사진을 보여주었습니다.아님조준—즉 다이버!” Putnam이 말했다.
또한 팀은 창과 부력 보상 시스템을 개발했습니다. 로봇에는 리볼버의 실린더와 다르지 않은 회전식 회전목마가 있으며, 여기에는 8개의 분리 가능한 창 끝이 있습니다. 전동 메커니즘은 창 끝을 물고기 속으로 밀어넣는 금속 샤프트에 연결됩니다. 자루가 들어가고 창 끝이 물고기에 박혀 있는 상태로 회전판이 회전하여 다음 창 끝을 제자리로 이동시킵니다. 창 끝을 사용하면 로봇이 부력을 잃습니다. 이를 보완하기 위해 연구원들은 더 많은 물을 대체하고 로봇의 부력을 균등화하기 위해 창을 찔 때마다 약간 커지는 방수 공기가 채워진 챔버를 만들었습니다.
또한 팀은 부식성이 강한 바닷물로부터 로봇의 마더보드와 전자 장치를 보호하기 위해 방수 챔버를 설계했습니다. 발사 메커니즘과 함께 시스템의 부력과 전자 챔버를 연구한 Godsey는 "여러 면에서 이것이 프로젝트에서 가장 어려운 부분이었습니다."라고 말했습니다. "방수 기능이 있다고 해서 부식성이 매우 강한 물질인 바닷물에서도 작동한다는 의미는 아닙니다."
로봇은 시중에서 판매되는 자율 잠수정 로봇에 부착되도록 설계되었습니다.
2018-19학년도 동안 두 번째 MQP 팀은 로봇의 전역 탐색 시스템에 중점을 둘 것입니다. 이를 통해 로봇은 온라인 슬롯를 찾을 때 3차원 검색 그리드를 자동으로 설정하고 탐색할 수 있습니다.
"이것은 실제 문제이며 학생들은 이를 공격했습니다"라고 Stafford는 말했습니다. "온라인 슬롯의 책임은 글로벌 문제를 해결할 수 있는 자신감과 역량을 갖춘 학생들을 양성하는 것입니다. 우리는 학생들에게 이러한 문제를 해결할 수 있는 도구를 제공하고 있습니다."
뉴스에서
 |
9월. 2018년 3월 3일 로봇 물고기 사냥꾼을 개발하는 온라인 슬롯 팀 |
 |
8월. 2018년 27일 이 로봇은 산호초를 구하기 위해 온라인 슬롯를 사냥합니다 |
 |
8월. 2018년 27일 창을 휘두르는 로봇은 침입성 라이온피시로부터 산호초를 보호할 수 있습니다 |
 |
8월. 2018년 27일 이 로봇은 침입성 물고기를 사냥하여 산호초를 보호할 수 있습니다. |
 |
8월. 2018년 2월 27일이 로봇은 산호초를 구하기 위해 온라인 슬롯를 사냥합니다 |
 |
8월. 2018년 2월 27일온라인 슬롯 수확 로봇을 개발하는 WPI 학생 |
