Не то чтоб золотые «рыбки»

…долларов. И лишь потому, что достаточно «оригинальны».

Какова бы ни была Ваша первая реакция, главное – не вешать трубку. Лучше даже присесть на скамеечку поблизости.

Недавно 23 ничего не подозревающих и относительно неизвестных «оригинальных» человека – от авторов и изобретателей до биологов и общественных деятелей – попали в такую ситуацию. Каждый из них стал призером соревнования, в которое ни один не вступал. С 1981 года анонимные спонсоры, определенные американским Фондом Мак Артура, в тайне определили несколько категорий, после чего руководители фонда выбрали лауреатов того, что называется ежегодной «премией для гениев». И отбор шел не столько за достижения прошлого, сколько за тот вклад, который они могли бы сделать в будущем. Фактически, премии фонда Мак Артура считаются в США более престижными, чем Нобелевские.

Создательница морских роботов 40-летняя Наоми Эрих Леонард – первая в списке ученых. Она является профессором Университета Принстона по механической и космической инженерии. Леонард объединила жидкую механику, робототехнику, информатику, океанографию и биологию, чтобы понять, предсказать и подражать силам океана. Чтобы сделать это, она занимается обучением «автоматической рыбы».

Леонард создала мозг для рыб на аккумуляторах – также известных как подводный автономный транспорт (underwater autonomous vehicles) или ПАТ, чтобы научить роботов выживать, действовать в условиях неопределенности и собирать данные, основанные на результатах ее исследования того, как косяки живой рыбы координируют усилия в поисках пищи.

«Социальные поиски пищи – большая метафора», – сказала профессор Леонард. «Отдельно взятая рыба не является очень сообразительной или склонной к взаимодействию. Но они понимают, что, сотрудничая, они найдут пищу более успешно. Но вместо пищи мы ищем полезные данные. Аппараты для изучения подводного мира будут отправлены туда, где происходит что-то по-настоящему интересное».

«По-настоящему интересным» для профессора Леонард зачастую является любая деятельность ниже поверхности воды, как, например, подъем вод с глубин, цветение в холодной воде и массы фитопланктона – все, что могло бы помочь ученым понять динамику океана и применить результаты в изучении климата над поверхностью океана. Координация действий почти дюжины подводных роботов является ключевым фактором в определении места для этой деятельности, равно как их выживания, поскольку роботам приходится сталкиваться с течениями, подводными течениями и хищниками.

«В рыбьем косяке нет ни одного лидера – может лишь показаться, что одна из рыб плывет впереди других, но на ее место сразу же придет другая – каждая действует по определенным правилам», – говорит профессор Леонард. «Вы наблюдаете за соседями и происходящим и знаете, что Вы должны оставаться рядом, но не слишком близко. И не слишком далеко, потому что Вам надо оставаться в курсе того, что делают остальные: если другие быстро удаляются, Вы должны следовать за теми, кто рядом».

Анализ «адаптивных алгоритмов океана», сделанный профессором Леонард, позволяет каждому аппарату для изучения подводного мира анализировать окружающую среду и расположение других ПАТ, чтобы принимать решения о сборе данных и самом безопасном развитии событий.

«В системе контроля за движением автомобиля заложена та же идея. Задайте нужную скорость, и алгоритм отрегулирует ускорение, необходимое чтобы ее обеспечить», – говорит Наоми Эрих Леонард. «Но система также вносит модификации в зависимости от происходящего – реагирует на ухабы на дороге, дождь и другие изменения окружающей среды».

Подводные детища профессора Леонард имеют 5 футов длины, весят чуть больше 20 кг и стоят до 50000 долларов каждое. Чтобы оставаться быстрыми, легкими и проворными, разработчики использовали плавники, руль и поплавковый двигатель (buoyancy engine), который принимает и высвобождает воду, чтобы задавать направление. Поскольку у них нет винтов, они могут без перезарядки аккумуляторов плавать в течение многих недель, собирая замеры температуры, солености и концентрации хлорофилла и отсылая данные через спутник.

«Мы можем наблюдать атмосферу из космоса, но океан непрозрачен для спутников, так что необходимо погрузиться в океан, чтобы собрать данные, что очень дорого», – говорит Джеймс Беллингем. Как технический руководитель Научно-исследовательского института аквариумистики залива Монтерей (Monterey Bay Aquarium Research Institute), Беллингем интенсивно работал с профессором Леонард в вопросах программирования ПАТ для сбора данных в океане. «Работа Наоми имеет большое значение для океанографии и долгосрочного прогнозирования климата».

В расходовании неожиданно полученных денег Леонард не собирается себя ограничивать, но видит три основных направления. Она продолжит работу по изучению океана и того, как предсказать «красные приливы» (цветение водоемов микроорганизмами красного цвета), совершенствованию поисково-спасательных проектов и прослеживанию источников шлейфов загрязнения.