Революция в океанах: достижения в области морской робототехники для обороны, исследований и промышленности
Робототехника посвящена проектированию и строительству программируемых механических роботов. Ее задача – воспроизведение человеческих действий. Разработка таких роботов для морского использования имеет решающее значение для обороны, научных исследований и промышленного применения, включая наблюдение, мониторинг окружающей среды и противоминные мероприятия и многое другое.
Корабли требуют регулярного обслуживания и большого количества ресурсов, от обслуживания топлива и масла до регулярной очистки, большое количество деталей и оборудования необходимо обслуживать или заменять, чтобы поддерживать корабль в хорошем состоянии. Зачастую все эти задачи опасны и сложны, когда их выполняют люди. С этой целью роботы способны справляться с такими задачами. Например, HullBUG, подводный робот для очистки корпуса, прикрепляется к днищу лодки для очистки поверхности. Другой робот, робот-пожарный SAFFIR, представляет собой автономного гуманоидного робота, способного обнаруживать и тушить пожары на борту, работая бок о бок с людьми.
Recon Robotics разработали небольшого робота в форме гантели, способного проникать на главную палубу лодки для дискретной проверки. Эти разработки в настоящее время используются ВМС США. Камеры на роботе позволяют операторам видеть, что происходит в режиме реального времени, даже ночью, с помощью инфракрасных датчиков.
Морские автономные роботизированные системы
Автономные подводные аппараты – сокращенно AUVs – это роботизированные аппараты, которые можно использовать для подводных исследовательских миссий, таких как картирование затонувших обломков, картирование морского дна и характеристика морской воды. Он проводит съемки без вмешательства оператора, они программируются и возвращаются в предварительно запрограммированное место, где данные можно загрузить и обработать.
Автономные надводные аппараты – сокращенно ASVs – это роботизированные аппараты, которые находятся на поверхности моря и собирают океанографические данные. Они имеют большую полезную нагрузку и емкость аккумулятора по сравнению с планерами. Они несут с собой модули GPS и Iridium, с помощью которых осуществляется связь и пилотирование. Они полезны для сбора фотографического мониторинга и информации о погоде. Они считаются будущими сборщиками данных, где ASV будет собирать данные с подводных аппаратов и передавать их через Iridium.
Телеуправляемый аппарат – сокращенно ROVs – это привязные подводные роботы, которые являются беспилотными, соединенными с кораблем группой кабелей, передающих электроэнергию, видео и сигналы данных между аппаратом и оператором.
ISIS – самый глубоководный ROV в Великобритании. Он собирает образцы, бурит керны отложений и снимает видео высокой четкости, что позволяет проводить сложные исследования на глубинах, недоступных для водолазов.
Глайдеры – тип подводного аппарата, используемый для измерения океанографических параметров, таких как температура, уровень хлорофилла и соленость, а затем передаваемый обратно на берег. Он использует внутренний насос для изменения своей плавучести, что позволяет ему двигаться вверх и вниз в воде. Они имеют длину 2 метра и весят около 65 кг и движутся со скоростью около 0,5 км в час. Они энергоэффективны и могут работать на обычных щелочных батареях в небольших миссиях. Они не требуют развертывания с палубы исследовательского судна, что делает миссии глайдеров относительно дешевыми. Он имеет возможность отправлять данные в режиме реального времени через свой датчик.
Будущие тенденции
Проект C-Bot – Изменение климата создало острую необходимость в разработке систем для мониторинга, обнаружения и прогнозирования этих изменений в местных явлениях своевременным образом. Мониторинг коралловых рифов считается надежным предиктором изменения климата, поскольку они чувствительны к небольшим изменениям температуры.
С этой целью проект Coral Bot (C-bot) заключается в создании робота для мониторинга коралловых рифов на мелководье. Он заменит современный метод использования водолаза с фотооборудованием для обследования коралловых рифов.
Проект Mesobot – Разрабатывается автономный подводный робот Mesobot, обладающий новой способностью захватывать уникальную и обильную жизнь в «сумеречной зоне», простирающейся от глубины 200 м до 1000 м. В нем может содержаться больше рыбной биомассы по сравнению со всем мировым рыбным промыслом.
Первоначально Mesobot будет привязан, что позволит пилотам-людям идентифицировать цели, а затем, по мере их миграции вглубь океана, он будет следовать за ними автономно, с использованием стереокамер.
Вывод
Морская робототехника способна помогать в задачах, связанных с опасностью для жизни людей, и исследовать места, где вмешательство человека либо дорого, либо почти невозможно. Основным драйвером роста на этом рынке является его применение в обороне, промышленных и научных исследованиях. Существует большое количество текущих проектов в области морской робототехники, разрабатывающих более совершенные технологии для захвата неизведанной территории океанов. Проекты направлены на решение промышленных задач и предоставление более совершенных инструментов для безопасности и науки для исследования и изучения океанов.
Навигация в неограниченных средах за пределами досягаемости акустических транспондеров остается одной из основных вех, которые необходимо решить.
Автор: Абхишек Саини