Dalgıç güvenliğinde yeni dönem! Robotlar baloncuklardan nefes alma hızını tahmin ediyor

Minnesota Üniversitesi Twin Cities'ten bir araştırma ekibi, su altı robotlarının dalgıçların nefes alışverişini baloncuk analiziyle izleyip değerlendirebildiğini gösterdi. 2023 yılında başlayan bu çalışma, dalgıçların hayati risk taşıyan durumlarda daha hızlı nefes aldığını ve bu değişimin, robotlar tarafından baloncuk hareketleriyle tespit edilebileceğini ortaya koydu. Geliştirilen sistem, dalgıcın nefes verişi sırasında oluşan baloncukları bir kamera aracılığıyla izliyor ve yapay zekâ algoritmasıyla dakikadaki nefes sayısını hesaplıyor. Araştırma, Demetrious Kutzke, Vennela Dupati ve Junaed Sattar'ın liderliğindeki ekip tarafından beş farklı dalgıç üzerinde gerçekleştirildi. Çalışma, dalgıçların güvenliğini artırmayı ve su altındaki acil durumlara daha hızlı müdahale edilmesini sağlamayı amaçlıyor.

Demetrious Kutzke ve ekibi: Baloncuk analiziyle dalgıçların nefes alışverişi izlendi

Demetrious Kutzke, Vennela Dupati ve Junaed Sattar'ın yürüttüğü araştırmada, su altı robotları üzerinde yer alan kameralar, dalgıçların nefes verirken çıkardığı baloncukları kaydetti. Araştırmacılar, bu baloncukları analiz ederek dalgıçların dakikadaki nefes alışverişini tespit etmeye çalıştı. Sistem, baloncukların patlama aralığını ölçerek nefes hızını belirliyor ve bu sayede dalgıcın normalden hızlı nefes alıp almadığını ortaya koyuyor. Beş farklı dalgıçla yapılan testlerde robotun baloncuk sayımı, insan gözlemleriyle büyük oranda örtüştü. Ancak nefes alma hızının tahmin edilmesinde bazı sapmalar yaşandı. Özellikle bulanık görüntüler ve birden fazla dalgıcın aynı anda çerçevede bulunması, sistemin doğruluğunu etkiledi. Buna rağmen, baloncuk analiziyle dalgıçların nefes alışverişinin izlenmesi, su altı güvenliğinde önemli bir adım olarak görülüyor.

40.000 görüntü ve farklı su altı koşullarında yapay zekâ testi

Araştırma kapsamında, beş dalgıç Minnesota'daki bir havuzda, iki farklı gölde ve Barbados açıklarındaki Karayip sularında görüntülendi. Toplamda 40.000 kareden oluşan videolar, baloncuk analizi için kullanıldı. Superior Gölü'nde düşük görüş mesafesi ve soğuk su, Karayipler'de ise yüksek görüş mesafesi ve sıcak su ortamları test edildi. Her nefes verişte ortaya çıkan baloncuklar, GoPro HERO 8 kamerayla hem görüntü hem de ses olarak kaydedildi. Araştırmacılar, ses frekanslarını filtreleyerek baloncukların hangi anlarda oluştuğunu ve nefes döngüsünü net biçimde belirledi. Yapay zekâ algoritmaları, bu görüntülerde baloncukları tespit etmek için farklı yöntemler kullandı. En basit yöntem yüzde 65 doğruluk sağlarken, küçük bir sinir ağı yüzde 97 doğruluğa ulaştı. Yarım saniyelik geçmişi de dikkate alan bir algoritma ise yüzde 94 doğruluk oranı yakaladı. Farklı koşullarda yapılan bu testler, baloncuk analizinin güvenilirliğini ve sınırlarını ortaya koydu.

Yapay zekâ ile dalgıç güvenliğinde yeni bir dönem başlıyor

Geleneksel yöntemlerle su altında dalgıçların solunumunu izlemek oldukça güç. Çünkü su altındaki elbise ve ekipmanlar, vücuda temas eden sensörlerin çalışmasını engelliyor ve Bluetooth ya da Wi-Fi gibi kablosuz teknolojiler suyun altında etkisiz kalıyor. Minnesota Üniversitesi'nin geliştirdiği baloncuk analizi tabanlı sistem, dalgıca fiziksel temas olmadan solunum hızını ölçebiliyor. Bu sayede dalgıçların nefes alışverişi, sadece kamerayla kaydedilen baloncuk hareketleriyle takip ediliyor. Robot, dakikadaki nefes sayısını üç kategoriye ayırıyor: 14'ün altında, 14-20 arası ve 20'nin üzerinde. Dakikada 20'nin üzerinde nefes alan bir dalgıç, tankındaki havayı çok daha hızlı tüketiyor ve bu durum acil bir tehlike sinyali olarak değerlendiriliyor. Robot, elde ettiği verileri canlı olarak video üzerine yazabiliyor ve dalış partnerine anında uyarı gönderebiliyor. 2023 yılında laboratuvarda yapılan testlerde, baloncukların dalgıç ile robot arasındaki iletişimi zorlaştırabildiği de gözlemlendi. Sistem, her nefes verişin sonunda robota mesajını ne zaman göndereceğini bildiriyor.