В одном из бассейнов города Гатчина под Санкт-Петербургом в 02.02 2020 года начались эксперименты по созданию мультиплексной голограммы подводных объектов. Необходимо было получить серию высокоточных подводных снимков в двух системах координат, которые бы запечатлели объект со всех сторон.
«Мы проводили эксперимент на глубине пяти метров в бассейне в Гатчине, — рассказывает Андрей Карманов. — Для успешной работы по созданию мультиплексной голограммы нам в первую очередь нужна была команда опытных дайверов минимум из пяти человек, которой можно руководить без слов. Во-вторых, водолазное снаряжение, подводная светотехника и специальное оборудование для съемки. После обозначения места положения объекта съемки и привязки его к угловым координатам мы приступили к записи фоторяда: по три фотографии в каждом градусе. При съемке наземных объектов, скажем, с дрона, можно запрограммировать беспилотник так, что он будет осуществлять бортовую стабилизацию, выдерживая точную траекторию по всем трем координатам. Чтобы научить этому подводный робот, необходимо самому спуститься под воду делать фотографии. Получив результат в полуавтоматическом режиме, понимаешь тонкости программирования подводного “беспилотника” для таких операций».
Для получения исходных данных доцент провел на дне пятиметрового бассейна почти два часа. При этом он снимал не стабильный объект, а человека в водолазном костюме, который совершал небольшие движения. Запись пробной голограммы может быть закончена в течение первых шести месяцев текущего года.
Потенциальное применение
Эта работа применима для инженерных задач, в частности, для работы оптоэлектронных систем распознавания с искусственным интеллектом.
Кроме того, подводные голограммы можно будет использовать для создания точных моделей подводных объектов, таких как морская флора и фауна, затонувшие суда и артефакты, для экологического мониторинга, в художественных целях и для других задач.
«Представьте, что за стеклом вы сможете увидеть «живую» рыбу, которая живет на большой глубине. То есть фактически у вас на стене будет аквариум, в котором не надо менять воду или кормить рыб», — приводит пример Карманов.
Подводные аппараты
Как отмечает ученый, эксперименты с подводной голографией — только часть большого проекта по подводным автономным аппаратам, которые можно было бы использовать для мониторинга состояния окружающей среды, для подводной съемки, поиска объектов на дне, подводного позиционирования.
«Наша рабочая группа начинает цикл испытаний, связанных с подводно-техническими работами. Они направлены прежде всего на расширение возможностей подводных робототехнических систем с использованием искусственного интеллекта. Чтобы они начали работать на ином качественном уровне, нужно научить их работать с разнородной информацией. Мы используем междисциплинарный подход при создании мультиплатформенных технологий. Помимо работы по записи голограмм на основе данных, получаемых под водой, группа планирует доводку и оснащение выходящей в ближайшее время на испытание роботизированной субмарины», — поясняет Карманов.
Подводная беспилотная система сможет перемещаться по воде со скоростью в пять узлов до места погружения, спускаться на глубину до 60 метров, сканировать пространство со скоростью в два узла. Автономность аппарата составит около четырех часов.
