إحداث ثورة في المحيطات: تطورات في الروبوتات البحرية للدفاع والبحث والصناعة
تختص الروبوتات بتصميم وبناء روبوتات ميكانيكية قابلة للبرمجة. مهمتها هي تكرار الأفعال البشرية. يعد تطوير مثل هذه الروبوتات للاستخدام البحري أمرًا بالغ الأهمية للدفاع والبحث العلمي والتطبيقات الصناعية، بما في ذلك المراقبة والرصد البيئي وتدابير مكافحة الألغام وغير ذلك الكثير.
تتطلب السفن صيانة دورية والكثير من الموارد، من صيانة الوقود والزيت إلى التنظيف المنتظم، يجب صيانة أو استبدال عدد كبير من الأجزاء والمعدات للحفاظ على السفينة في حالة جيدة. في كثير من الأحيان، تكون كل هذه المهام خطيرة وصعبة عند تنفيذها من قبل البشر. تحقيقا 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، وهو روبوت مكافحة الحرائق SAFFIR، هو روبوت شبيه بالبشر مستقل بذاته وقادر على اكتشاف الحرائق وإخمادها على متن السفينة، ويعمل جنبًا إلى جنب مع البشر.
طورت Robotics Recon روبوتًا صغيرًا على شكل دمبل لديه القدرة على اختراق السطح الرئيسي للقارب لإجراء فحص منفصل. تستخدم البحرية الأمريكية هذه التطورات حاليًا. تسمح الكاميرات الموجودة على الروبوت للمشغلين برؤية ما يحدث في الوقت الفعلي، حتى في الليل، وذلك باستخدام مستشعرات الأشعة تحت الحمراء.
الأنظمة الروبوتية البحرية ذاتية التشغيل
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 بعلم المحيطات. لديهم حمولة أكبر وقدرة بطارية مقارنة بالطائرات الشراعية. إنها تحمل وحدات GPS وإيريديوم معها ومن خلال ذلك يتم تنفيذ الاتصالات والقيادة. إنها مفيدة لجمع المراقبة الفوتوغرافية ومعلومات الطقس. تعتبر بمثابة جامعي البيانات في المستقبل، 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 بمجموعة من الكابلات التي تحمل الطاقة الكهربائية وإشارات الفيديو والبيانات بين السيارة والمشغل
ISIS هي أعمق غواصة ROV في المملكة المتحدة. يقوم 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 تحت الماء يستخدم لقياس معايير المحيطات مثل درجة الحرارة ومستويات الكلوروفيل والملوحة، ثم يتم إرسالها مرة أخرى إلى الشاطئ. تستخدم مضخة داخلية لتغيير طفوها، مما يمكنها من التحرك لأعلى ولأسفل في الماء. يبلغ طولها مترين، وتزن حوالي 65 كجم، وتتحرك بسرعة تقارب 0.5 كيلومتر في الساعة. إنها موفرة للطاقة ويمكنها العمل على بطاريات قلوية تقليدية في المهام الصغيرة. لا تحتاج إلى نشرها من على سطح سفينة الأبحاث، 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- 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 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. سيحل محل الطريقة الحالية المتمثلة في توظيف غواص بمعدات الكاميرا لمسح طبقات 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 200 متر إلى 1000 متر عمق. 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، عندما يهاجرون إلى أعماق المحيط، سيتبعهم بشكل مستقل، وذلك باستخدام الكاميرات المجسمة
استنتاج
الروبوتات البحرية قادرة على المساعدة في المهام المرتبطة بالخطر على حياة الإنسان واستكشاف الأماكن التي يكون فيها التدخل البشري مكلفًا أو شبه مستحيل. الدافع 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 الملاحة في البيئات غير المحصورة خارج نطاق أجهزة الإرسال والاستقبال الصوتية يمثل أحد المشكلات الرئيسية التي يجب حلها.
المؤلف: Abhishek Saini