Подводное плавание остается одним из самых рискованных видов активности: экстремальные условия создают серьезную нагрузку на организм, а вовремя заметить признаки стресса или нарушения дыхания под водой крайне сложно. Теперь у дайверов может появиться надежный помощник — специализированный подводный робот, оснащенный системой искусственного интеллекта. Разработка принадлежит исследователям из Университета Миннесоты, результаты работы опубликованы в The International Journal of Robotics Research.
Суть инновации — в бесконтактном мониторинге частоты дыхания человека (ЧДЧ) по пузырькам, выдыхаемым из регулятора аквалангиста. Такой подход решает сразу несколько давних проблем: толстые гидрокостюмы мешают работе традиционных датчиков, а беспроводная передача данных под водой сильно ограничена. Робот с камерой фиксирует пузырьки, а ИИ на основе этих изображений определяет, находится ли частота дыхания дайвера в норме (14−20 вдохов в минуту), ниже или выше нее.
Наша цель состояла в том, чтобы предоставить дайверам специализированного робота‑помощника для обеспечения безопасности, который станет вторым набором «глаз» и сможет распознавать физиологический стресс под водой.
Он также отметил, что в перспективе система сможет оценивать состояние не одного, а сразу нескольких дайверов в поле зрения робота.
Для обучения модели команда разработала метод «нечеткой разметки»: исследователи вручную классифицировали тысячи изображений, синхронизируя их со звуковыми сигналами выдоха — это позволило научить ИИ надежно распознавать дыхание даже при неидеальной подводной съемке. Чтобы система работала в разных условиях, данные собирали в нескольких локациях — от озера Верхнее в Дулуте и озера Сквер в Стиллуотере (штат Миннесота) до Карибского моря у побережья Барбадоса. В этих местах различались температура воды и ее прозрачность, что помогло проверить устойчивость алгоритма.
В полевых испытаниях использовали автономные подводные аппараты (АПА) и систему связи HREyes, с помощью которой робот мог уведомлять дайвера о его состоянии. В дальнейшем команда планирует дополнить мониторинг анализом движений аквалангиста: объединение этих данных позволит формировать комплексный «профиль самочувствия».
Ранее Наука Mail рассказывала, что роботы-гуманоиды впервые провели хирургические операции.