p Usando vários veículos autônomos simultaneamente, uma equipe interdisciplinar de cientistas e engenheiros retorna aos Estados Unidos depois de explorar a frente subtropical do Pacífico Norte - uma fronteira acentuada onde as águas frias e frescas do norte encontram as águas salgadas do sul. As frentes são os fenômenos oceanográficos mais conspícuos e o objetivo deste projeto foi demonstrar o uso de robótica autônoma distribuída para detectar, acompanhar, e caracterizar esses processos complexos e dinâmicos com alta precisão em grandes escalas espaciais e temporais. p Reunindo antena, superfície, e veículos robóticos subaquáticos com o apoio do navio de pesquisa Falkor, permitiu que a equipe localizasse, mapa, e explore a frente. Foi detectado aproximadamente 1, 000 milhas náuticas ao largo da costa do sul da Califórnia vários dias antes da chegada do grupo de pesquisa usando veículos de superfície autônomos. Vários submarinos de baixo custo, superfície, e robôs aéreos juntaram-se à exploração frontal de Falkor. O sistema robótico distribuído resultante e a rede de sensores inteligentes ajudaram a equipe de pesquisa a rastrear a complexa frente oceânica de forma dinâmica, de uma forma mais fácil, mais rápido, e a maneira mais econômica que seria possível com os meios tradicionais, como depender apenas de navios.

p As observações de satélite muitas vezes não são suficientes para rastrear o sistema oceânico em constante mudança. Para localizar a frente do Pacífico Norte em primeiro lugar, este grupo internacional de cientistas e engenheiros liderado pelo Dr. João Borges de Sousa, do Laboratório de Sistemas e Tecnologia Subaquática (LSTS) da Universidade do Porto implantou um WaveGlider e dois Saildrones na área de investigação alvo antes da chegada do navio. Os dados que eles adquiriram e transmitiram para a Falkor via satélite permitiram que o grupo de pesquisa otimizasse os planos de implantação para todos os veículos autônomos, incluindo aqueles que foram entregues e implantados a partir do navio. Software de controle inteligente de vários veículos, Ocean Space Center, desenvolvido na LSTS e implantado em Falkor, foi refinado durante todo o cruzeiro para otimizar automaticamente as operações de todos os robôs implantados e facilitar o controle da frota robótica para operadores humanos. Pela primeira vez, uma seção de uma grande frente de oceano aberto foi mapeada com resolução sub-mesoescala usando uma frota controlada de dezenas de robôs autônomos. Este mapa detalhado da frente oceânica, composto dinamicamente a partir dos dados adquiridos, permitiu aos cientistas identificar pontos críticos nos quais pesquisas coordenadas de navios robóticas foram conduzidas com resolução espacial e temporal adaptativa.

p A operação de vários ativos em mar aberto pode ser difícil, mas, em menos de três semanas, os robôs subaquáticos viajaram ao longo de 1, 000 milhas náuticas por aproximadamente 500 horas, enquanto os veículos autônomos de superfície operavam continuamente, e os veículos aéreos não tripulados realizaram mais de 25 voos totalizando 10 horas. Este projeto demonstra uma nova abordagem para distribuir as observações da dinâmica complexa do oceano em vários submarinos, superfície, e veículos aéreos. Em vez de amostrar de um navio em um único local, Os pesquisadores agora podem monitorar uma área muito maior com alta resolução no espaço e no tempo de maneira escalonável e econômica, usando uma frota de veículos robóticos em rede apoiada por um centro de comando baseado em embarcações.

p "Eu acho que é essencial para a humanidade entender o quadro geral, porque, no fim, estamos falando sobre o sistema de suporte de vida para a Terra, "disse João Sousa." Os oceanos são uma componente importante desse sistema de suporte de vida e não são tão enormes como as pessoas tendem a supor. Na verdade, se toda a água dos oceanos fosse colocada em uma bolha, a maioria de nós ficaria surpreso ao ver como ele parece impressionantemente pequeno quando comparado com o tamanho da Terra. E, ainda, a ciência ainda carece de tecnologia e ferramentas para estudar a saúde geral e o funcionamento dos oceanos. "

p Para permitir uma presença sustentável nos oceanos, o grupo desenvolveu ainda mais seu software específico chamado Neptus and Ripples, o software por trás do Open Space Center, que lhes permitiu visualizar e controlar os robôs em tempo real, ganhando consciência situacional avançada, visualização remota, e controle, tudo pela Internet. Esta cadeia de ferramentas de software permitiu que eles controlassem o conjunto de veículos de várias maneiras sem precedentes, notavelmente operando sem parar durante a maior parte da expedição com apenas um operador.

p As lições aprendidas e os resultados obtidos neste cruzeiro podem ser aplicados a outras regiões frontais, bem como a outros fenômenos do oceano mundial. Assim, as tecnologias demonstradas nesta expedição nos ajudarão a entender e monitorar como questões-chave, como as mudanças climáticas, acidificação do oceano, pesca insustentável, poluição, desperdício, perda de habitats e biodiversidade, envio, segurança, e a mineração estão afetando a sustentabilidade e gestão do oceano global.