Rivoluzionare gli oceani: progressi nella robotica marina per difesa, ricerca e industria
La robotica è dedicata alla progettazione e alla costruzione di robot meccanici programmabili. Il suo compito è replicare le azioni umane. Lo sviluppo di tali robot per uso marittimo è fondamentale per la difesa, la ricerca scientifica e le applicazioni industriali, tra cui sorveglianza, monitoraggio ambientale e contromisure antimine e molto altro.
Le navi richiedono manutenzione regolare e molte risorse, dalla manutenzione di carburante e olio alla pulizia regolare, un gran numero di parti e attrezzature devono essere riparate o sostituite per mantenere la nave in buone condizioni. Molte volte, tutte queste attività sono pericolose e impegnative quando vengono eseguite da esseri umani. A tal fine, i robot sono in grado di gestire tali compiti. Ad esempio, HullBUG, un robot subacqueo per la pulizia dello scafo, si attacca al fondo della barca per la pulizia della superficie. Un altro robot, il robot pompiere SAFFIR, è un robot umanoide autonomo in grado di rilevare e spegnere gli incendi a bordo, lavorando fianco a fianco con gli umani.
Recon Robotics ha sviluppato un piccolo robot a forma di manubrio con la capacità di penetrare nel ponte principale di una barca per un'ispezione discreta. Questi sviluppi sono attualmente utilizzati dalla Marina degli Stati Uniti. Le telecamere sul robot consentono agli operatori di vedere cosa sta succedendo in tempo reale, anche di notte, con l'uso di sensori a infrarossi.
Sistemi robotici autonomi marini
Veicoli sottomarini autonomi– In breve, gli AUV sono veicoli robotici che possono essere utilizzati per missioni di rilevamento subacqueo come la mappatura di relitti sommersi, la mappatura dei fondali marini e la caratterizzazione dell'acqua di mare. Conducono rilievi senza l'intervento dell'operatore, sono programmabili e ritornano in un luogo preprogrammato dove i dati possono essere scaricati ed elaborati
Veicoli di superficie autonomi– In breve, gli ASV sono veicoli robotici che si trovano sulla superficie del mare raccogliendo dati oceanografici. Hanno un carico utile e una capacità della batteria maggiori rispetto agli alianti. Trasportano moduli GPS e Iridium con loro e attraverso tale comunicazione e pilotaggio vengono eseguiti. Sono utili per raccogliere monitoraggio fotografico e informazioni meteorologiche. Sono considerati i futuri raccoglitori di dati, dove l'ASV raccoglierà i dati dai veicoli sottomarini e li ritrasmetterà tramite Iridium
Veicolo a comando remoto– In breve, i ROV sono robot sottomarini legati a cavo che sono senza equipaggio, collegati alla nave da un gruppo di cavi che trasportano energia elettrica, segnali video e dati tra il veicolo e l'operatore
ISIS è il ROV di immersione più profonda del Regno Unito. Raccoglie campioni, perfora carote di sedimenti e cattura video ad alta definizione, rendendo possibile l'esecuzione di indagini complesse a profondità irraggiungibili dai sommozzatori umani
Alianti– Un tipo di veicolo sottomarino utilizzato per misurare parametri oceanografici come temperatura, livelli di clorofilla e salinità, quindi trasmesso alla riva. Utilizza una pompa interna per modificare la sua galleggiabilità, consentendogli di muoversi su e giù nell'acqua. Sono lunghi 2 metri, pesano circa 65 kg e viaggiano a una velocità di quasi 0,5 km all'ora. Sono efficienti dal punto di vista energetico e possono funzionare con batterie alcaline convenzionali per piccole missioni. Non richiedono di essere dispiegati dal ponte di una nave da ricerca, il che rende le missioni di aliante relativamente economiche. Ha la capacità di inviare dati in tempo reale attraverso il suo sensore
Tendenze future
Progetto C-Bot– Il cambiamento climatico ha creato un urgente bisogno di sviluppare sistemi per monitorare, rilevare e prevedere questi cambiamenti nei fenomeni locali in modo tempestivo. Il monitoraggio delle barriere coralline è considerato un predittore affidabile del cambiamento climatico in quanto sono sensibili a piccoli cambiamenti di temperatura.
A tal fine, il progetto Coral Bot (C-bot) prevede la costruzione di un robot per monitorare le barriere coralline in acque poco profonde. Sostituirà l'attuale metodo di impiegare un subacqueo con attrezzatura fotografica per ispezionare i letti di barriera corallina
Progetto Mesobot– Lo sviluppo di un robot sottomarino autonomo, Mesobot, è in costruzione con la nuova capacità di catturare la vita unica e abbondante nella "zona crepuscolare", che si estende da 200 m a 1000 m di profondità. Può ospitare più biomassa di pesci rispetto a tutte le attività di pesca in tutto il mondo
Inizialmente, Mesobot sarà legato a un cavo, consentendo ai piloti umani di identificare i bersagli e successivamente, mentre migrano più in profondità nell'oceano, li seguirà autonomamente, con l'uso di telecamere stereo
Conclusione
La robotica marina è in grado di assistere in compiti associati al pericolo per la vita umana e all'esplorazione di luoghi in cui l'intervento umano è costoso o quasi impossibile. Il principale motore di crescita in questo mercato è la sua applicazione nella difesa, nella ricerca industriale e scientifica. Ci sono un gran numero di progetti in corso nella robotica marina che sviluppano tecnologie migliori per catturare il territorio inesplorato degli oceani. I progetti mirano a risolvere le sfide industriali e a fornire strumenti migliori per la sicurezza e la scienza per esplorare e studiare gli oceani
La navigazione in ambienti non confinati al di fuori della portata dei trasponditori acustici rimane uno dei principali problemi cardine da risolvere.
Autore: Abhishek Saini