新演演算法提升水下機器人導航精準度 成本大降50倍

在海洋科學領域，機器人能深入人類難以抵達的危險海域進行探索。這些水下機器人配備各式感測器與攝影機，用於拍攝影像、測量結構，並確認自身在水下的位置。

東北大學研究團隊最新開發的開源演演算法，大幅提升了水下機器人常用的聲學導航技術精準度。這項發表在《IEEE機器人學報》的研究，利用聲波感測器發射、偵測與分析聲波，幫助機器人更準確定位。

研究主要作者帕帕利亞博士解釋：「這些聲學感測器就像水下GPS，可以安裝在不同機器人上互相測距，或固定在海底環境中定位機器人位置。」相較動輒50萬美元的高階感測系統，聲學感測器雖價格親民（約1萬美元），但定位可靠性始終是致命傷。

「關鍵在於聲學感測器只能告訴你與某點的距離，無法精確定位。」帕帕利亞指出：「即使感測器完美無缺（實際上並非如此），你也只能確定自己位於某個距離圈上，這種模糊性嚴重影響導航效能。」

這項突破性演演算法成功解決定位模糊問題，研究團隊在查爾斯河使用兩艘自主水面載具進行測試，證實該技術同樣適用於地面與空中機器人系統。帕帕利亞強調：「我們想讓科學家能用可靠且經濟的機器人專注研究，不必再為裝置可靠性分心。」

在氣候變遷研究方面，這項技術尤其重要。帕帕利亞以指導教授辛格的北極研究為例：「我們對海冰融化機制仍知之甚少，全球約半數海平面上升都源自冰層融化。透過水下機器人收集資料，將大幅提升氣候模型的精準度。」

這項研究不僅造福機器人專家，更讓各領域科學家都能運用機器人採集的寶貴資料。正如帕帕利亞所言：「最終目標是讓科學家能放心使用這些機器人，大膽推進他們的重要研究議程。」

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