Rewolucjonizowanie Oceanów: Postępy w dziedzinie Robotyki Morskiej dla Obrony, Badań i Przemysłu
Robotyka zajmuje się projektowaniem i konstruowaniem programowalnych robotów mechanicznych. Jej zadaniem jest replikowanie ludzkich działań. Rozwój takich robotów do użytku morskiego ma kluczowe znaczenie dla obrony, badań naukowych i zastosowań przemysłowych, w tym nadzoru, monitoringu środowiska, środków przeciwdziałania minom i wielu innych.
Statki wymagają regularnej konserwacji i wielu zasobów, od paliwa i konserwacji oleju po regularne czyszczenie, duża liczba części i sprzętu wymaga serwisowania lub wymiany, aby utrzymać statek w dobrym stanie. Często wszystkie te zadania 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. Innym robotem jest robot strażacki SAFFIR, autonomiczny robot humanoid, zdolny do wykrywania i gaszenia pożarów na pokładzie, pracujący ramię w ramię z ludźmi.
Recon Robotics opracowała małego robota w kształcie hantli, który ma zdolność penetrowania głównego pokładu łodzi w celu dyskretnej inspekcji. Rozwiązania te są obecnie wykorzystywane przez US Navy. 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 mogą być wykorzystywane do podwodnych misji badawczych, takich jak mapowanie zatopionych wraków, mapowanie dna morskiego i charakteryzacja wody morskiej. Prowadzą badania bez interwencji operatora, są programowalne i wracają do wcześniej zaprogramowanej lokalizacji, gdzie dane można pobrać i przetworzyć
Autonomiczne Pojazdy Powierzchniowe– w skrócie ASV, to pojazdy robotyczne, które znajdują się na powierzchni morza i zbierają dane oceanograficzne. Mają większą ładowność i pojemność baterii w porównaniu do szybowców. Mają ze sobą moduły GPS i Iridium, za pomocą których przeprowadzana jest komunikacja i pilotowanie. Są przydatne do zbierania danych z monitoringu fotograficznego i informacji o pogodzie. Są uważane za przyszłych zbieraczy danych, gdzie ASV będzie 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 wiązki kabli przenoszących energię elektryczną, sygnały wideo i dane między pojazdem a operatorem
ISIS to najgłębiej nurkujący ROV w Wielkiej Brytanii. Zbiera 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, które są następnie przesyłane z powrotem na brzeg. Wykorzystuje wewnętrzną pompę do zmiany wyporności, co umożliwia mu 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 rozmieszczania z pokładu statku badawczego, co sprawia, że misje szybowcowe są stosunkowo tanie. Ma możliwość wysyłania danych w czasie rzeczywistym za pośrednictwem swojego czujnika
Przyszłe trendy
Projekt C-Bot– Zmiany klimatyczne stworzyły pilną potrzebę opracowania systemów do monitorowania, wykrywania i przewidywania tych zmian w lokalnych zjawiskach w odpowiednim czasie. Monitorowanie raf koralowych jest uważane za wiarygodny wskaźnik 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 on obecną metodę zatrudniania nurka ze sprzętem fotograficznym do badania dna raf koralowych
Projekt Mesobot– Opracowywany jest autonomiczny robot podwodny Mesobot, który ma nową zdolność uchwycenia wyjątkowego i obfitego życia w „strefie zmierzchu”, rozciągającej się od 200 m do 1000 m głębokości. Może kryć w sobie więcej biomasy ryb niż wszystkie łowiska na świecie razem wzięte
Początkowo Mesobot będzie na uwięzi, co pozwoli ludzkim pilotom na identyfikację celów, a następnie, gdy będą migrować głębiej do oceanu, będzie za nimi podążał autonomicznie, z wykorzystaniem kamer stereo
Wnioski
Robotyka morska jest w stanie pomagać w zadaniach związanych z zagrożeniem dla życia ludzkiego i eksploracją miejsc, gdzie interwencja człowieka jest albo kosztowna, albo prawie niemożliwa. Głównym motorem wzrostu na tym rynku jest jego zastosowanie w obronie, przemyśle i badaniach naukowych. Istnieje duża liczba trwających projektów w dziedzinie robotyki morskiej, które opracowują lepsze technologie do uchwycenia niezbadanych obszarów oceanów. Projekty mają na celu rozwiązywanie wyzwań przemysłowych i dostarczanie lepszych narzędzi dla bezpieczeństwa i nauki w celu eksploracji i badania oceanów
Nawigacja w nieograniczonych środowiskach poza zasięgiem transponderów akustycznych pozostaje jednym z głównych problemów milowych do rozwiązania.
Autor: Abhishek Saini