Revolutionierung der Ozeane: Fortschritte in der Meeresrobotik für Verteidigung, Forschung und Industrie
Die Robotik widmet sich dem Design und dem Bau von programmierbaren mechanischen Robotern. Ihre Aufgabe ist es, menschliche Handlungen zu replizieren. Die Entwicklung solcher Roboter für den Einsatz im Meer ist entscheidend für die Verteidigung, die wissenschaftliche Forschung und industrielle Anwendungen, einschließlich Überwachung, Umweltmonitoring und Minenabwehr und vieles mehr.
Schiffe benötigen regelmäßige Wartung und viele Ressourcen, von der Kraftstoff- und Ölwartung bis zur regelmäßigen Reinigung, eine große Anzahl von Teilen und Ausrüstungen müssen gewartet oder ausgetauscht werden, um das Schiff in gutem Zustand zu halten. Oft sind all diese Aufgaben gefährlich und herausfordernd, wenn sie von Menschen ausgeführt werden. Zu diesem Zweck sind Roboter in der Lage, solche Aufgaben zu übernehmen. Zum Beispiel befestigt sich HullBUG, ein Unterwasser-Rumpfreinigungsroboter, am Boden des Bootes zur Oberflächenreinigung. Ein anderer Roboter, der SAFFIR-Feuerwehrroboter, ist ein autonomer humanoider Roboter, der in der Lage ist, Brände an Bord zu erkennen und zu löschen und Seite an Seite mit Menschen zu arbeiten.
Recon Robotics hat einen kleinen, hantelförmigen Roboter entwickelt, der in der Lage ist, das Hauptdeck eines Bootes zur diskreten Inspektion zu durchdringen. Diese Entwicklungen werden derzeit von der US Navy eingesetzt. Kameras am Roboter ermöglichen es den Bedienern, in Echtzeit zu sehen, was passiert, sogar nachts, mit Hilfe von Infrarotsensoren.
Autonome Meeresrobotersysteme
Autonome Unterwasserfahrzeuge– Kurz AUVs sind Roboterfahrzeuge, die für Unterwassererkundungsmissionen wie die Kartierung versunkener Wracks, die Kartierung des Meeresbodens und die Charakterisierung von Meerwasser verwendet werden können. Sie führen Vermessungen ohne Eingreifen des Bedieners durch, sind programmierbar und kehren zu einem vorprogrammierten Ort zurück, wo Daten heruntergeladen und verarbeitet werden können
Autonome Oberflächenfahrzeuge– Kurz ASVs sind Roboterfahrzeuge, die auf der Meeresoberfläche sitzen und ozeanografische Daten sammeln. Sie haben eine größere Nutzlast- und Batteriekapazität im Vergleich zu Gleitern. Sie tragen GPS- und Iridium-Module mit sich, über die die Kommunikation und Steuerung erfolgt. Sie sind nützlich für die fotografische Überwachung und Wetterinformationen. Sie gelten als die zukünftigen Datensammler, bei denen ASVs Daten von Unterwasserfahrzeugen sammeln und über Iridium weiterleiten
Ferngesteuertes Fahrzeug– Kurz ROVs sind angebundene Unterwasserroboter, die unbemannt sind und über eine Gruppe von Kabeln mit dem Schiff verbunden sind, die elektrische Energie, Video- und Datensignale zwischen dem Fahrzeug und dem Bediener übertragen
ISIS ist der tiefste Tauch-ROV Großbritanniens. Er sammelt Proben, bohrt Sedimentkerne und nimmt hochauflösende Videos auf, wodurch es möglich ist, komplizierte Vermessungen in Tiefen durchzuführen, die für menschliche Taucher unerreichbar sind
Gleiter– Eine Art Unterwasserfahrzeug, das zur Messung ozeanografischer Parameter wie Temperatur, Chlorophyllgehalt und Salzgehalt verwendet wird und diese dann an die Küste zurücküberträgt. Es verwendet eine interne Pumpe, um seinen Auftrieb zu verändern, wodurch es sich im Wasser auf und ab bewegen kann. Sie sind 2 Meter lang und wiegen etwa 65 kg und bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von fast 0,5 km pro Stunde. Sie sind energieeffizient und können bei kleinen Missionen mit herkömmlichen Alkalibatterien betrieben werden. Sie müssen nicht vom Deck eines Forschungsschiffes aus eingesetzt werden, was Gleitermissionen relativ kostengünstig macht. Es ist in der Lage, Echtzeitdaten über seinen Sensor zu senden
Zukünftige Trends
C-Bot-Projekt– Der Klimawandel hat die dringende Notwendigkeit geschaffen, Systeme zu entwickeln, um diese Veränderungen lokaler Phänomene zeitnah zu überwachen, zu erkennen und vorherzusagen. Die Überwachung von Korallenriffen gilt als zuverlässiger Indikator für den Klimawandel, da sie empfindlich auf kleine Temperaturänderungen reagieren.
Zu diesem Zweck soll das Coral Bot (C-bot)-Projekt einen Roboter bauen, um Korallenriffe in flachen Gewässern zu überwachen. Er wird die heutige Methode ersetzen, bei der ein Taucher mit Kameraausrüstung eingesetzt wird, um Korallenriffböden zu untersuchen
Mesobot-Projekt– Die Entwicklung eines autonomen Unterwasserroboters, Mesobot, wird mit der neuen Fähigkeit gebaut, das einzigartige und reichhaltige Leben in der "Dämmerungszone" einzufangen, die sich von 200 m bis 1000 m Tiefe erstreckt. Sie beherbergt möglicherweise mehr Fischbiomasse als alle Fischereien weltweit
Anfangs wird Mesobot angebunden sein, so dass menschliche Piloten Ziele identifizieren können, und danach, wenn sie tiefer in den Ozean wandern, wird er ihnen autonom folgen, mit Hilfe von Stereokameras
Schlussfolgerung
Die Meeresrobotik ist in der Lage, bei Aufgaben zu helfen, die mit Gefahren für das menschliche Leben verbunden sind, und Orte zu erkunden, an denen menschliches Eingreifen entweder teuer oder nahezu unmöglich ist. Der Haupttreiber für das Wachstum in diesem Markt ist seine Anwendung in der Verteidigung, der Industrie und der wissenschaftlichen Forschung. Es gibt eine große Anzahl von laufenden Projekten in der Meeresrobotik, die bessere Technologien entwickeln, um das unbekannte Gebiet der Ozeane zu erfassen. Die Projekte zielen darauf ab, industrielle Herausforderungen zu lösen und bessere Werkzeuge für Sicherheit und Wissenschaft bereitzustellen, um die Ozeane zu erforschen und zu studieren
Die Navigation in unbegrenzten Umgebungen außerhalb der Reichweite akustischer Transponder bleibt eines der wichtigsten Meilensteinprobleme, die es zu lösen gilt.
Autor: Abhishek Saini