إحداث ثورة في المحيطات: تطورات في مجال الروبوتات البحرية للدفاع والبحث والصناعة

إحداث ثورة في المحيطات: تطورات في مجال الروبوتات البحرية للدفاع والأبحاث والصناعة

الروبوتات مكرسة لتصميم وبناء الروبوتات الميكانيكية القابلة للبرمجة. مهمتها هي تكرار الأفعال البشرية. يعد تطوير هذه الروبوتات للاستخدام البحري أمرًا بالغ الأهمية للدفاع والبحث العلمي والتطبيقات الصناعية، بما في ذلك المراقبة والرصد البيئي وإجراءات مكافحة الألغام وغير ذلك الكثير.

تتطلب السفن صيانة دورية والكثير من الموارد، من صيانة الوقود والزيت إلى التنظيف المنتظم، وهناك عدد كبير من الأجزاء والمعدات التي تحتاج إلى صيانة أو استبدال للحفاظ على السفينة في حالة جيدة. في كثير من الأحيان، تكون كل هذه المهام خطيرة وتمثل تحديات عند تنفيذها من قبل البشر. تحقيقا لهذه الغاية، فإن الروبوتات قادرة على التعامل مع هذه المهام. على سبيل المثال، HullBUG، وهو روبوت تنظيف الهيكل تحت الماء، يربط نفسه بأسفل القارب لتنظيف السطح. روبوت آخر، وهو روبوت مكافحة الحرائق SAFFIR، هو روبوت شبيه بالبشر ذاتي التشغيل قادر على اكتشاف وإخماد الحرائق على متن السفن، والعمل جنبًا إلى جنب مع البشر.

قامت Robotics Recon بتطوير روبوت صغير على شكل دمبل مع القدرة على اختراق سطح السفينة الرئيسي للقارب لإجراء فحص منفصل. هذه التطورات تستخدم حاليا من قبل البحرية الأمريكية. تسمح الكاميرات الموجودة على الروبوت للمشغلين برؤية ما يحدث في الوقت الفعلي، حتى في الليل، باستخدام أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء.

الأنظمة الروبوتية البحرية المستقلة

مركبات مستقلة تحت الماء - باختصار، AUVs، هي مركبات روبوتية يمكن استخدامها في مهام المسح تحت الماء مثل رسم خرائط الحطام المغمور، ورسم خرائط قاع البحر، وتوصيف مياه البحر. تجري المسوحات دون تدخل المشغل، فهي قابلة للبرمجة وتعود إلى موقع مبرمج مسبقًا حيث يمكن تنزيل البيانات ومعالجتها

مركبات سطحية مستقلة - باختصار، ASVs هي مركبات روبوتية تقع على سطح البحر وتجمع البيانات المتعلقة بالمحيطات. لديهم حمولة أكبر وقدرة بطارية مقارنة بالطائرات الشراعية. إنهم يحملون وحدات GPS وإيريديوم معهم ومن خلال تلك الاتصالات والقيادة تتم. فهي مفيدة لجمع المراقبة الفوتوغرافية ومعلومات الطقس. تعتبر الحاصدات المستقبلية للبيانات، حيث ستقوم ASV بجمع البيانات من المركبات الموجودة تحت الماء ونقلها عبر إيريديوم

مركبة يتم تشغيلها عن بعد - باختصار، ROVs، هي روبوتات تحت الماء مقيدة وغير مأهولة، ومرتبطة بالسفينة بواسطة مجموعة من الكابلات التي تحمل الطاقة الكهربائية وإشارات الفيديو والبيانات بين السيارة والمشغل

ISIS هي أعمق غواصة ROV في المملكة المتحدة. تقوم بجمع العينات، وحفر نوى الرواسب، والتقاط فيديو عالي الدقة، مما يجعل من الممكن إجراء مسوحات معقدة على أعماق لا يمكن للغواصين الوصول إليها.

طائرات شراعية - نوع من المركبات الموجودة تحت الماء تستخدم لقياس معايير المحيطات مثل درجة الحرارة ومستويات الكلوروفيل والملوحة، ثم إرسالها مرة أخرى إلى الشاطئ. يستخدم مضخة داخلية لتغيير طفوها، مما يمكنها من التحرك لأعلى ولأسفل في الماء. يبلغ طولها مترين، وتزن حوالي 65 كجم، وتسافر بسرعة تقارب 0.5 كيلومتر في الساعة. إنها موفرة للطاقة ويمكن أن تعمل على بطاريات قلوية تقليدية في المهام الصغيرة. لا تتطلب أن يتم نشرها من سطح سفينة أبحاث، مما يجعل مهام الطائرات الشراعية رخيصة نسبيًا. لديها القدرة على إرسال البيانات في الوقت الحقيقي من خلال جهاز الاستشعار الخاص بها

الاتجاهات المستقبلية

مشروع C-Bot - لقد أدى تغير المناخ إلى خلق حاجة ملحة لتطوير أنظمة لمراقبة هذه التغييرات واكتشافها والتنبؤ بها في الظواهر المحلية في الوقت المناسب. تعتبر مراقبة الشعاب المرجانية بمثابة مؤشر موثوق لتغير المناخ لأنها حساسة للتغيرات الطفيفة في درجة الحرارة.

وتحقيقا لهذه الغاية، فإن مشروع Coral Bot (C-bot) هو بناء روبوت لمراقبة الشعاب المرجانية في المياه الضحلة. وسوف يحل محل الطريقة الحالية المتمثلة في استخدام غواص مع معدات الكاميرا لمسح طبقات الشعاب المرجانية

مشروع Mesobot - يتم بناء Mesobot، وهو روبوت مستقل تحت الماء، بقدرة جديدة على التقاط الحياة الفريدة والوفيرة في "منطقة الشفق"، التي تمتد من عمق 200 متر إلى 1000 متر. وقد تؤوي كتلة حيوية من الأسماك مقارنة بجميع مصايد الأسماك في جميع أنحاء العالم

في البداية، سيتم ربط Mesobot، مما يسمح للطيارين البشريين بتحديد الأهداف وبعد ذلك، أثناء هجرتهم إلى أعماق المحيط، سيتبعهم بشكل مستقل، باستخدام الكاميرات المجسمة

الخلاصة

الروبوتات البحرية قادرة على المساعدة في المهام المرتبطة بالخطر على حياة الإنسان واستكشاف الأماكن التي يكون فيها التدخل البشري إما مكلفًا أو شبه مستحيل. المحرك الرئيسي للنمو في هذا السوق هو تطبيقه في الدفاع والبحث الصناعي والعلمي. هناك عدد كبير من المشاريع الجارية في مجال الروبوتات البحرية لتطوير تقنيات أفضل لالتقاط المنطقة المجهولة من المحيطات. تهدف المشاريع إلى حل التحديات الصناعية وتوفير أدوات أفضل للسلامة والعلوم لاستكشاف ودراسة المحيطات

لا يزال التنقل في البيئات غير المحصورة خارج نطاق المستجيبات الصوتية يمثل إحدى المشكلات الرئيسية التي يتعين حلها.

المؤلف: Abhishek Saini