해양 혁신: 방위, 연구 및 산업을 위한 해양 로봇 공학의 발전
로봇 공학은 프로그래밍 가능한 기계 로봇의 설계 및 구성에 전념합니다. 그 역할은 인간의 행동을 복제하는 것입니다. 해양 사용을 위한 이러한 로봇 개발은 감시, 환경 모니터링, 기뢰 대책 등을 포함한 방위, 과학 연구 및 산업 응용 분야에 매우 중요합니다.
선박은 정기적인 유지 보수가 필요하며 연료 및 오일 유지 보수에서 정기적인 청소에 이르기까지 많은 자원이 필요하며 선박을 양호한 상태로 유지하려면 많은 부품과 장비를 수리하거나 교체해야 합니다. 많은 시간 동안 이러한 모든 작업은 인간이 수행할 때 위험하고 어렵습니다. 이를 위해 로봇은 이러한 작업을 처리할 수 있습니다. 예를 들어 수중 선체 청소 로봇인 HullBUG는 표면 청소를 위해 보트 바닥에 부착됩니다. 또 다른 로봇인 SAFFIR 소방 로봇은 선상에서 화재를 감지하고 진압할 수 있는 자율적인 휴머노이드 로봇으로 인간과 나란히 작업합니다.
Recon Robotics는 눈에 띄지 않는 검사를 위해 보트의 주 갑판을 관통할 수 있는 능력을 갖춘 작은 아령 모양의 로봇을 개발했습니다. 이러한 개발은 현재 미 해군에서 사용되고 있습니다. 로봇의 카메라는 적외선 센서를 사용하여 야간에도 작업자가 실시간으로 무슨 일이 일어나고 있는지 확인할 수 있도록 합니다.
해양 자율 로봇 시스템
자율 수중 차량– 간단히 말해서 AUV는 수중 난파선 매핑, 해저 매핑, 해수 특성화와 같은 수중 조사 임무에 사용할 수 있는 로봇 차량입니다. 운영자의 개입 없이 설문 조사를 수행하고 프로그래밍이 가능하며 데이터를 다운로드하고 처리할 수 있는 사전 프로그래밍된 위치로 돌아갑니다.
자율 수상 차량– 간단히 말해서 ASV는 해수면에 앉아 해양 데이터를 수집하는 로봇 차량입니다. 글라이더에 비해 페이로드와 배터리 용량이 더 큽니다. GPS 및 이리듐 모듈을 휴대하고 이를 통해 통신 및 조종이 수행됩니다. 사진 모니터링 및 날씨 정보 수집에 유용합니다. ASV가 수중 차량에서 데이터를 수집하여 이리듐을 통해 중계하는 데이터의 미래 수확기로 간주됩니다.
원격 조종 차량– 간단히 말해서 ROV는 전기 전력, 비디오 및 데이터 신호를 차량과 운영자 간에 전달하는 케이블 그룹으로 선박에 연결된 무인 테더 수중 로봇입니다.
ISIS는 영국에서 가장 깊이 잠수하는 ROV입니다. 샘플을 수집하고, 퇴적물 코어를 뚫고, 고화질 비디오를 캡처하여 인간 다이버가 도달할 수 없는 깊이에서 복잡한 조사를 수행할 수 있습니다.
글라이더– 수온, 엽록소 수준 및 염분과 같은 해양학적 매개변수를 측정하는 데 사용되는 수중 차량 유형으로, 해안으로 다시 전송됩니다. 내부 펌프를 사용하여 부력을 변경하여 물 속에서 위아래로 움직일 수 있습니다. 길이는 2미터이고 무게는 약 65kg이며 시간당 거의 0.5km의 속도로 이동합니다. 에너지 효율적이며 소규모 임무에서 기존 알카라인 배터리로 작동할 수 있습니다. 연구선의 갑판에서 배치할 필요가 없어 글라이더 임무가 비교적 저렴합니다. 센서를 통해 실시간 데이터를 전송할 수 있는 기능이 있습니다.
미래 동향
C-Bot 프로젝트– 기후 변화로 인해 지역 현상의 이러한 변화를 시기적절하게 모니터링, 감지 및 예측하는 시스템을 개발해야 할 필요성이 시급해졌습니다. 산호초 모니터링은 온도 변화에 민감하기 때문에 기후 변화의 신뢰할 수 있는 예측 변수로 간주됩니다.
이를 위해 Coral Bot(C-bot) 프로젝트는 얕은 물에서 산호초를 모니터링하는 로봇을 구축하는 것입니다. 산호초 바닥을 조사하기 위해 카메라 장비를 갖춘 다이버를 고용하는 현재의 방법을 대체할 것입니다.
Mesobot 프로젝트– 자율 수중 로봇인 Mesobot의 개발은 200m에서 1000m 깊이까지 확장되는 "황혼 지대"에서 독특하고 풍부한 생물을 포획하는 새로운 기능으로 구축되고 있습니다. 전 세계 모든 어업에 비해 더 많은 어류 바이오매스를 보유할 수 있습니다.
처음에 Mesobot은 테더로 연결되어 인간 조종사가 대상을 식별할 수 있도록 하고, 그 후 바다 속으로 더 깊이 이동함에 따라 스테레오 카메라를 사용하여 자율적으로 대상을 따라갈 것입니다.
결론
해양 로봇 공학은 인명에 대한 위험과 관련된 작업을 지원하고 인간의 개입이 비싸거나 거의 불가능한 장소를 탐험할 수 있습니다. 이 시장의 주요 성장 동력은 방위, 산업 및 과학 연구 분야에서의 응용입니다. 해양 로봇 공학에는 해양의 미개척 영역을 포착하기 위한 더 나은 기술을 개발하는 수많은 진행 중인 프로젝트가 있습니다. 프로젝트는 산업 문제를 해결하고 안전 및 과학이 바다를 탐험하고 연구할 수 있는 더 나은 도구를 제공하는 것을 목표로 합니다.
음향 트랜스폰더의 범위를 벗어난 비제한적 환경에서의 내비게이션은 해결해야 할 주요 이정표 문제 중 하나로 남아 있습니다.
저자: Abhishek Saini