바다를 혁신하다: 국방, 연구 및 산업을 위한 해양 로봇 공학의 발전
로봇 공학은 프로그래밍 가능한 기계 로봇의 설계 및 제작에 전념합니다. 그 임무는 인간의 행동을 복제하는 것입니다. 해양 사용을 위한 이러한 로봇 개발은 감시, 환경 모니터링, 기뢰 대책 등을 포함한 국방, 과학 연구 및 산업 응용 분야에 매우 중요합니다.
선박은 연료 및 오일 유지 보수에서 정기적인 청소에 이르기까지 정기적인 유지 보수와 많은 자원이 필요하며 선박을 양호한 상태로 유지하려면 많은 부품과 장비를 정비하거나 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 소방관 로봇은 선상에서 화재를 감지하고 진압할 수 있는 자율적인 휴머노이드 로봇으로 인간과 함께 나란히 작업합니다.
Recon Robotics는 신중한 검사를 위해 보트의 주 갑판을 관통할 수 있는 능력을 갖춘 작은 아령 모양의 로봇을 개발했습니다. 이러한 개발은 현재 미 해군에서 사용되고 있습니다. 로봇의 카메라는 작업자가 적외선 센서를 사용하여 밤에도 실시간으로 무슨 일이 일어나고 있는지 확인할 수 있습니다.
해양 자율 로봇 시스템
자율 수중 차량 – 약칭 AUV는 침몰한 난파선 지도 제작, 해저 지도 제작, 해수 특성화와 같은 수중 조사 임무에 사용할 수 있는 로봇 차량입니다. 작업자 개입 없이 설문 조사를 수행하고 프로그래밍이 가능하며 데이터를 다운로드하고 처리할 수 있는 사전 프로그래밍된 위치로 돌아갑니다.
자율 수상 차량 – 약칭 ASV는 해양 데이터를 수집하기 위해 해수면에 있는 로봇 차량입니다. 글라이더에 비해 더 큰 페이로드와 배터리 용량을 가지고 있습니다. GPS 및 이리듐 모듈을 휴대하며 이를 통해 통신 및 조종이 수행됩니다. 사진 모니터링 및 날씨 정보를 수집하는 데 유용합니다. ASV가 수중 차량에서 데이터를 수집하여 이리듐을 통해 중계하는 데이터의 미래 수집기로 간주됩니다.
원격 조종 차량 – 약칭 ROV는 무인 상태로 차량과 작업자 간에 전력, 비디오 및 데이터 신호를 전달하는 케이블 그룹에 의해 선박에 연결된 테더식 수중 로봇입니다.
ISIS는 영국에서 가장 깊이 잠수하는 ROV입니다. 샘플을 수집하고, 퇴적물 코어를 드릴링하고, 고화질 비디오를 캡처하여 인간 다이버가 도달할 수 없는 깊이에서 복잡한 조사를 수행할 수 있도록 합니다.
글라이더 – 온도, 엽록소 수준 및 염도와 같은 해양 매개변수를 측정하는 데 사용되는 수중 차량 유형으로, 그런 다음 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 알칼리 배터리로 작동할 수 있습니다. 연구선 갑판에서 배치할 필요가 없어 글라이더 임무가 비교적 저렴합니다. 센서를 통해 실시간 데이터를 전송할 수 있습니다.
미래 동향
C-Bot 프로젝트 – 기후 변화로 인해 지역 현상의 변화를 시기적절하게 모니터링, 감지 및 예측하는 시스템을 개발해야 하는 긴급한 필요성이 생겼습니다. 산호초 모니터링은 온도 변화에 민감하므로 기후 변화의 신뢰할 수 있는 예측기로 간주됩니다.
이를 위해 Coral Bot(C-bot) 프로젝트는 얕은 물에서 산호초를 모니터링하는 로봇을 만드는 것입니다. 산호초 바닥을 조사하기 위해 카메라 장비를 갖춘 다이버를 고용하는 현재의 방법을 대체합니다.
Mesobot 프로젝트 – 자율 수중 로봇인 Mesobot의 개발은 200m에서 1000m 깊이까지 확장되는 "황혼 지대"에서 독특하고 풍부한 생물을 포획하는 새로운 기능을 갖추고 구축되고 있습니다. 전 세계 모든 어업에 비해 더 많은 어류 바이오매스를 보유할 수 있습니다.
처음에 Mesobot은 테더로 묶여 인간 조종사가 목표물을 식별할 수 있게 하고, 그 후 바다 속으로 더 깊이 이동함에 따라 스테레오 카메라를 사용하여 자율적으로 따라갈 것입니다.
결론
해양 로봇 공학은 인명에 대한 위험과 관련된 작업을 지원하고 인간의 개입이 비싸거나 거의 불가능한 장소를 탐험할 수 있습니다. 이 시장 성장의 주요 동인은 국방, 산업 및 과학 연구 분야에서의 응용입니다. 해양 로봇 공학에는 해양의 미개척 영역을 포착하기 위한 더 나은 기술을 개발하는 많은 진행 중인 프로젝트가 있습니다. 프로젝트는 산업적 과제를 해결하고 해양을 탐험하고 연구하기 위한 더 나은 안전 및 과학 도구를 제공하는 것을 목표로 합니다.
음향 중계기 범위를 벗어난 비좁은 환경에서의 항법은 해결해야 할 주요 이정표 문제 중 하나로 남아 있습니다.
작성자: Abhishek Saini