Rewolucja w oceanach: Postępy w robotyce morskiej na potrzeby obronności, badań i przemysłu
Robotyka zajmuje się projektowaniem i konstruowaniem programowalnych robotów mechanicznych. Jej zadaniem jest odwzorowywanie ludzkich czynności. Rozwój takich robotów do użytku morskiego ma kluczowe znaczenie dla obronności, badań naukowych i zastosowań przemysłowych, w tym nadzoru, monitoringu środowiska i środków zaradczych przeciwko minom i wielu innych.
Statki wymagają regularnej konserwacji i dużych zasobów, od paliwa i konserwacji olejowej po regularne czyszczenie, duża liczba części i urządzeń wymaga serwisowania lub wymiany, aby utrzymać statek w dobrym stanie. Często zadania te są niebezpieczne i stanowią wyzwanie, gdy wykonują je ludzie. W tym celu roboty są w stanie wykonywać takie zadania. Na przykład HullBUG, podwodny robot do czyszczenia kadłuba, przyczepia się do dna łodzi w celu czyszczenia powierzchni. Inny robot, strażak SAFFIR, to autonomiczny robot humanoidalny zdolny do wykrywania i gaszenia pożarów na pokładzie, pracujący ramię w ramię z ludźmi.
Recon Robotics opracowało małego robota w kształcie sztangi, który potrafi wniknąć na główny pokład łodzi w celu dyskretnej inspekcji. Rozwiązania te są obecnie wykorzystywane przez Marynarkę Wojenną Stanów Zjednoczonych. Kamery na robocie pozwalają operatorom widzieć, co się dzieje w czasie rzeczywistym, nawet w nocy, dzięki wykorzystaniu czujników podczerwieni.
Morskie autonomiczne systemy robotyczne
Autonomiczne pojazdy podwodne– w skrócie AUV, to pojazdy robotyczne, które można wykorzystać do podwodnych misji badawczych, takich jak mapowanie zatopionych wraków, mapowanie dna morskiego i charakteryzacja wody morskiej. Przeprowadza badania bez interwencji operatora, jest programowalny i wraca do wstępnie zaprogramowanej lokalizacji, gdzie dane można pobrać i przetworzyć
Autonomiczne pojazdy nawodne– w skrócie ASV, to pojazdy robotyczne, które znajdują się na powierzchni morza i gromadzą dane oceanograficzne. Mają większą ładowność i pojemność baterii w porównaniu do szybowców. Posiadają moduły GPS i Iridium, za pomocą których realizowana jest komunikacja i pilotaż. Są przydatne do zbierania informacji o monitoringu fotograficznym i pogodzie. Są uważane za przyszłych zbieraczy danych, gdzie ASV będą zbierać dane z pojazdów podwodnych i przekazywać je przez Iridium
Pojazd zdalnie sterowany– w skrócie ROV, to podwodne roboty na uwięzi, które są bezzałogowe, połączone ze statkiem za pomocą grupy kabli przenoszących energię elektryczną, sygnały wideo i dane między pojazdem a operatorem
ISIS to najgłębiej nurkujący ROV w Wielkiej Brytanii. Pobiera próbki, wierci rdzenie osadów i rejestruje wideo w wysokiej rozdzielczości, umożliwiając przeprowadzanie skomplikowanych badań na głębokościach niedostępnych dla nurków
Szybowce– rodzaj pojazdu podwodnego używanego do pomiaru parametrów oceanograficznych, takich jak temperatura, poziom chlorofilu i zasolenie, a następnie przesyłanych z powrotem na brzeg. Wykorzystuje wewnętrzną pompę do zmiany wyporności, umożliwiając poruszanie się w górę i w dół w wodzie. Mają 2 metry długości i ważą około 65 kg oraz poruszają się z prędkością prawie 0,5 km na godzinę. Są energooszczędne i mogą działać na konwencjonalnych bateriach alkalicznych podczas małych misji. Nie wymagają rozmieszczenia z pokładu statku badawczego, co czyni misje szybowcowe stosunkowo tanimi. Ma możliwość wysyłania danych w czasie rzeczywistym za pośrednictwem swojego czujnika
Przyszłe trendy
Projekt C-Bot– Zmiany klimatyczne stworzyły pilną potrzebę opracowania systemów monitorowania, wykrywania i przewidywania tych zmian w lokalnych zjawiskach w odpowiednim czasie. Monitorowanie raf koralowych jest uważane za wiarygodny predyktor zmian klimatycznych, ponieważ są one wrażliwe na niewielkie zmiany temperatury.
W tym celu projekt Coral Bot (C-bot) ma na celu zbudowanie robota do monitorowania raf koralowych na płytkich wodach. Zastąpi obecną metodę zatrudniania nurka ze sprzętem kamerowym do badania łóżek raf koralowych
Projekt Mesobot– Opracowywany jest autonomiczny robot podwodny Mesobot o nowych możliwościach wychwytywania unikalnego i obfitego życia w „strefie zmierzchu”, rozciągającej się od 200 m do 1000 m głębokości. Może on skrywać więcej biomasy ryb w porównaniu do wszystkich łowisk na całym świecie
Początkowo Mesobot będzie uwiązany, co pozwoli pilotom identyfikować cele, a następnie, gdy będą migrować głębiej w ocean, będzie podążał za nimi autonomicznie, z wykorzystaniem kamer stereo
Wniosek
Robotyka morska jest w stanie pomagać w zadaniach związanych z zagrożeniem dla życia ludzkiego i eksploracją miejsc, w których interwencja człowieka jest albo kosztowna, albo prawie niemożliwa. Głównym motorem wzrostu na tym rynku jest jego zastosowanie w obronności, badaniach przemysłowych i naukowych. Istnieje duża liczba trwających projektów w robotyce morskiej, mających na celu opracowanie lepszych technologii do zdobywania niezbadanego terytorium oceanów. Projekty mają na celu rozwiązywanie wyzwań przemysłowych i dostarczanie lepszych narzędzi do bezpieczeństwa i nauki w celu eksploracji i badania oceanów
Nawigacja w nieograniczonych środowiskach poza zasięgiem transponderów akustycznych pozostaje jednym z głównych problemów do rozwiązania.
Autor: Abhishek Saini