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

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

تختص الروبوتات بتصميم وبناء الروبوتات الميكانيكية القابلة للبرمجة. مهمتها هي تكرار الأفعال البشرية. يعتبر تطوير مثل هذه الروبوتات للاستخدام البحري أمرًا بالغ الأهمية للدفاع والبحث العلمي والتطبيقات الصناعية، بما في ذلك المراقبة والرصد البيئي والإجراءات المضادة للألغام 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. وتحقيقًا لهذه الغاية، فإن الروبوتات قادرة على التعامل مع مثل هذه المهام. على سبيل المثال، HullBUG، وهو روبوت تنظيف الهيكل تحت الماء، يربط نفسه بأسفل القارب لتنظيف السطح. روبوت آخر، روبوت الإطفاء SAFFIR، هو روبوت شبيه بالبشر مستقل بذاته قادر على اكتشاف الحرائق وإخمادها على متن السفينة، ويعمل جنبًا إلى جنب مع البشر.

استطلاعالروبوتاتقامت بتطوير روبوت صغير على شكل دمبل مع القدرة على اختراق السطح الرئيسي للقارب لإجراء فحص منفصل. يتم استخدام هذه التطورات حاليًا من قبل البحرية الأمريكية. تسمح الكاميرات الموجودة على الروبوت للمشغلين برؤية ما يحدث في الوقت الفعلي، حتى في الليل، باستخدام مستشعرات الأشعة تحت الحمراء.

الأنظمة الروبوتية البحرية المستقلة

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

مركبات السطح المستقلة– باختصار، ASVs هي مركبات آلية تجلس على سطح البحر لجمع البيانات المتعلقة بالمحيطات. لديها حمولة أكبر وسعة بطارية مقارنة بالطائرات الشراعية. إنها تحمل وحدات GPS وإيريديوم معها ومن خلال ذلك يتم إجراء الاتصالات والقيادة. إنها مفيدة لجمع المراقبة الفوتوغرافية ومعلومات الطقس. تعتبر الحاصدات المستقبلية للبيانات، حيث ستقوم ASV بجمع البيانات من المركبات تحت الماء ونقلها عبر إيريديوم

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

ISIS هي أعمق مركبة ROV غاطسة في المملكة المتحدة. تقوم بجمع العينات، وحفر عينات الرواسب الأساسية، والتقاط فيديو عالي الوضوح، مما يجعل من الممكن إجراء مسوحات معقدة على أعماق لا يمكن للغواصين الوصول إليها.

طائرات شراعية– نوع من المركبات تحت الماء تستخدم لقياس المعلمات المتعلقة بالمحيطات مثل درجة الحرارة ومستويات الكلوروفيل والملوحة، ثم يتم 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 تشغيلها ببطاريات 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 بيانات في الوقت الفعلي من خلال جهاز الاستشعار الخاص بها

الاتجاهات المستقبلية

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

تحقيقًا لهذه الغاية، فإن مشروع Coral Bot (C-bot) هو بناء روبوت لمراقبة الشعاب المرجانية في المياه الضحلة. سيحل محل الطريقة الحالية المتمثلة في توظيف غواص بمعدات الكاميرا لمسح قاع الشعاب المرجانية

مشروع Mesobot– يتم بناء تطوير روبوت مستقل تحت الماء، Mesobot، بقدرة جديدة على التقاط الحياة الفريدة والوفيرة في "منطقة الشفق"، التي تمتد من عمق 200 متر إلى 1000 متر. قد يؤوي كتلة حيوية من الأسماك أكثر 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 كاميرات مجسمة

خاتمة

بحري الروبوتات 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

ملاحة في البيئات غير المحصورة خارج نطاق أجهزة الإرسال والاستقبال الصوتية يظل أحد مشاكل المراحل الهامة الرئيسية التي يتعين حلها.

المؤلف: Abhishek Saini