由于海上海洋学研究的基础设施、培训和身体能力要求等方面的障碍，大多数人仍然无法进行深海科学探索。
现在，海洋学研究的全新创新框架为岸上科学家、公民科学家和公众提供了一种无缝观察和控制机器人采样过程的方法。
远程协作共享自治(SHARC)框架“使远程参与者能够进行船上操作并控制机器人操纵器”——例如远程操作车辆(ROV)——“仅使用基本的互联网连接和消费级硬件，无论他们的设备如何之前的驾驶经验。”
这是根据《科学机器人》杂志上一篇题为“通过远程操纵共享自主性加强深海科学探索”的论文得出的结论。该框架由伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)、麻省理工学院(MIT)和芝加哥丰田理工学院(TTIC)的研究团队开发。
SHARC框架支持多个远程操作员之间的实时协作，他们可以通过简单的语音和手势发出目标导向的命令，同时在直观的三维工作空间表示中佩戴虚拟现实护目镜。
通过SHARC，“我们可以向公民科学家开放深海探索的操作方面，无论他们是教室里的孩子还是因为后勤或身体要求而无法在船上的人，”合著者理查德说卡米利(Camilli)是该项目的首席研究员，也是WHOI应用海洋物理和工程系的科学家。“公民科学家可以在虚拟世界中与ROV的机械臂进行交互，这有点类似于《星际迷航》中联邦星舰上使用的科幻小说‘全息甲板’全息系统。”
SHARC支持人机交互(有时称为共享自主权)，根据机器人和人类操作员的互补优势在机器人和操作员之间委派责任。例如，机器人可以处理运动学、运动规划、避障和其他低级任务，而人类操作员则负责高级场景理解、目标选择和任务级规划。此外，SHARC允许并行操作而不是顺序操作。
卡米利说：“我们只要给机器人设定目标，它就会找到解决方案。”“人们和机器人可以一起协作，我们不必等待一件事发生才能做下一件事。当机械臂执行任务时，我们可以专注于下一个目标。”
2021年9月，在新冠疫情最严重的时候，科学家成功测试了SHARC。在东太平洋圣佩德罗盆地的一次海洋考察期间，SHARC团队成员使用SHARC的虚拟现实和桌面界面在数千公里外操作WHOI的冰下海女(NUI)混合遥控潜水器。
团队成员分别位于芝加哥、波士顿和伍兹霍尔，合作采集了物理推芯样本，并记录了水深超过1000米的海底微生物垫和沉积物的原位X射线荧光测量结果。
科学机器人(2023)。DOI：10.1126/scirobotics.adi5227
“这篇论文确实强调了共享自治在帮助实现深海民主化方面的潜力，”主要作者AmyPhung说，她是麻省理工学院-WHOI海洋学/应用海洋科学与工程研究生学位项目联合项目的学生。Phung是2021年SHARC测试期间操作NUI车辆的科学家之一。
“通过SHARC，我们的岸边团队能够从4000多公里之外收集海底样本，无需专门的硬件或大量的事先培训。在未来，我相信机器人技术和自主研究的进一步进步有一天可以使岸边的科学家，学生和爱好者积极参与深海探索行动并为之做出贡献，这反过来又有助于培养公众的海洋素养。”Phung补充道。
“无论是在陆地、空中还是海洋，当今运行的大多数机器人都以两种截然不同的方式之一进行操作：完全自主或由训练有素的飞行员完全远程控制，后者是水下操纵等设置的标准“这涉及机器人与其环境之间的复杂交互。本文描述了一种新的框架，使机器人能够利用机器人和人类的互补能力，在这两个极端之间进行操作。”合著者马修·沃尔特(MatthewWalter)说道。TTIC教授。
Walter目前也是WHOI客座研究员;此前，他是MIT-WHOI联合项目的学生。“SHARC允许几乎没有接受过培训的人在飞行员的监督下，通过语音和虚拟现实的结合，在舒适的家中和办公室中使用深海机器人执行复杂的任务，反过来，它也有望重新定义我们使用深海机器人的方式。海洋科学与工程机器人，”他解释道。
此外，SHARC不依赖于特定类型的ROV、机械臂或其他因素。卡米利说：“我们可以在完全不同的环境中将相同的SHARC技术应用于完全不同的机器人手臂和车辆。”SHARC框架“非常灵活且与硬件无关”。
“通过使用SHARC框架在深海(这是一个非常具有挑战性和非结构化的环境)进行科学探索，它强调了这项技术也可以转移到许多不同的操作环境，可能包括海底科学基础设施维护、深空操作、核退役，甚至未爆炸弹药修复，”卡米利补充道。