気候変動により、北極は地球の他の地域より2〜4倍速く温暖化している（BBC News: Climate change destroying homes across the Arctic, 2022年1月）。北極環境では、海氷が地球規模の生物地球化学サイクルに影響を与える劇的な変化が起きている。氷下センシング技術が不足しているため、ガス気泡、基底氷融解、海氷藻類ブルームの駆動要因などの生物地球化学プロセスの研究は、氷に覆われた地域ではまだ限られている。
AUVとROVによる海洋研究支援
自律型水中航行体（AUV）は、氷下における小規模生物地球化学プロセスの高解像度空間データ取得に有望なツールである。AUVは沈没船や岩石の検出・マッピングなど、様々な水中ミッションに活用できる。しかし、現在のAUVのほとんどは開水域での使用を前提に開発されている。一方、遠隔操作型水中航行体（ROV）は、船舶とケーブルで接続された無人水中航行体である。このケーブルを通じてオペレーターとROV間で双方向通信が可能となり、ビデオ映像によるリモート操作を実現している。
ポータブルROVによる氷下センシングの実現に向けて
2020年より、ロードアイランド大学のスマート海洋システム研究所は氷水境界での無人水中航行体（UUV）のナビゲーションプロジェクトに取り組んでいる。同研究所の最近の論文「ポータブルROVを使用した氷下センシングに向けて」では、氷下センシング用ポータブルROVの活用における進歩が報告されている。この研究では、小型ROV（長さ0.7m、幅0.5m）を用いた沿岸近傍の氷下環境サンプリングの実現可能性が実証された。直近のフィールド試験は2022年3月にアラスカのUtqiagvikで実施されている。
BlueROV2・アドオンセンサー・NVIDIA Jetsonを統合した組み込みシステム
氷下ROVは、オープンソース制御ソフトウェアとユーザーインターフェースソフトウェアを備えたBlueROV-2プラットフォームをテストベッドとして開発された。ベースモデルのセンサーだけでは正確な位置特定が困難だったため、プロジェクトチームは車両の視覚センシングとナビゲーション性能を向上させる一連のセンサーを統合した。Mingxi Zhou教授によると、ロボットオペレーティングシステム（ROS）ミドルウェアを使用してすべてのアドオンセンサーとインターフェースするため、NVIDIA Jetson Xavier NXを搭載したSeeedのミニPCを統合したという。トップサイドコンピューターには、リモート制御用のBlueROVユーザーインターフェースと、知覚センサー測定値を可視化するカスタマイズされたRVizインターフェースが搭載されている。
図2にアップグレード後のROVの写真を示す。氷下ROVはBlueROV-2をベースに開発された。ROVの基準位置特定には、車両側のEvologics 18/34音響モデムとペアリングしたトップサイド超短基線（USBL）デバイスを使用。また、AHRSとDVLから融合されたオドメトリーがROVパイロットに提供されている。水柱の生化学活動を特徴づけるため、RBR溶存酸素オプトードとTurner Designクロロフィルセンサーも統合されている。
フィールドテストは2022年3月にアラスカのUtqiagvikで実施された。海岸から数百メートル離れた平坦な定着氷上で、氷の厚さは約1.5メートルであった。図3に示すように、ROVは端にフックの付いたストラップを使用して長方形の氷穴から投入された。回収時は、ROVを手動で氷穴まで操縦し、ストラップでフックして引き上げた。
BlueROV2について
BlueROV2は世界で最も手頃な価格の高性能ROVです。6スラスターベクトル構成、オープンソースエレクトロニクスとソフトウェア、豊富な拡張性により、検査、研究、冒険に最適なROVです。
Sub Mini PCについて
Jetson SUB Mini PC-Blueは、最大21 TOPSを提供するNVIDIA Jetson Xavier NXモジュールをベースにしており、組み込みおよびエッジシステムでの高性能AIワークロードに理想的です。ミニPCには、キャリアボード、プリインストールされたJetpack、128GB SSD、筐体が付属したヒートシンクが含まれています。また、8GB/16GB Jetson Xavier NXモジュールで構築された最新のreComputer J20もご確認いただけます。
reComputer Jetsonシリーズは、NVIDIA先進AI組み込みシステムで構築されたコンパクトエッジコンピューター：J10（Nano 4GB）とJ20（Xavier NX）です。豊富な拡張モジュール、産業用周辺機器、熱管理により、reComputer for Jetsonは、リアルタイム分類と物体検出、ポーズ推定、セマンティックセグメンテーション、自然言語処理（NLP）などのタスクに対して、人気のDNNモデルとMLフレームワークをエッジに展開し、高性能で推論することで、次世代AI製品の加速と拡張を支援する準備ができています。
Jetson Xavier NXは、TensorFlow、PyTorch、Caffe/Caffe2、Keras、MXNetなどの人気MLフレームワークのフルネイティブバージョンを含む、幅広い高度ネットワークを実行できます。
reComputer for Jetsonは、NVIDIA Jetsonソフトウェアスタック全体、業界をリードするAIフレームワーク、Edge Impulse、AlwaysAIなどの開発プラットフォーム、クラウドベースロボット開発ツールNimbusと互換性がある。