Революция в океанах: достижения в области морской робототехники для обороны, исследований и промышленности
Робототехника посвящена проектированию и конструированию программируемых механических роботов. Ее задача – воспроизведение действий человека. Разработка таких роботов для морского использования имеет решающее значение для обороны, научных исследований и промышленных применений, включая наблюдение, мониторинг окружающей среды и противоминные мероприятия и многое другое.
Кораблям требуется регулярное техническое обслуживание и большое количество ресурсов, от топлива и масла до регулярной очистки, большое количество деталей и оборудования необходимо обслуживать или заменять, чтобы поддерживать корабль в хорошем состоянии. Часто все эти задачи опасны и сложны, когда выполняются людьми. С этой целью роботы способны справляться с такими задачами. Например, HullBUG, подводный робот для очистки корпуса, прикрепляется к нижней части лодки для очистки поверхности. Другой робот, робот-пожарный SAFFIR, – это автономный гуманоидный робот, способный обнаруживать и тушить пожары на борту, работая бок о бок с людьми.
Recon Robotics разработала небольшого робота в форме гантели, способного проникать на главную палубу лодки для незаметной инспекции. Эти разработки в настоящее время используются ВМС США. Камеры на роботе позволяют операторам видеть, что происходит в режиме реального времени, даже ночью, с использованием 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 кораблей, картирование морского дна и определение характеристик морской воды. Он проводит съемку без вмешательства оператора, они программируются и возвращаются в заранее 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 грузоподъемность 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.
Дистанционно управляемый аппарат – сокращенно ROVs – это привязные подводные роботы, которые являются беспилотными и связаны с кораблем группой кабелей, передающих электроэнергию, видео- и сигналы данных между аппаратом и оператором.
ISIS – это самый глубоководный ROV в Великобритании. Он собирает образцы, бурит осадочные керны и записывает видео высокой четкости, что позволяет проводить сложные исследования на глубинах, недостижимых для водолазов.
Глайдеры – тип подводного аппарата, используемый для измерения океанографических параметров, таких как температура, уровень хлорофилла и соленость, которые затем передаются 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 перемещаются со скоростью около 0,5 км в час. Они энергоэффективны и могут работать от обычных щелочных батарей в небольших миссиях. Для их развертывания не требуется палуба 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 своевременного мониторинга, обнаружения и прогнозирования этих изменений в локальных явлениях. 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 с новой возможностью запечатлеть уникальную и обильную жизнь в «сумеречной зоне», простирающейся от 200 м до 1000 м глубины. Здесь может обитать больше рыбной биомассы, чем во всех рыбных хозяйствах мира.
Первоначально Mesobot будет привязанным, что позволит пилотам-людям идентифицировать цели, а впоследствии, по мере их миграции вглубь океана, он будет следовать за ними автономно, с использованием стереокамер.
Заключение
Морская робототехника способна помогать в задачах, связанных с опасностью для жизни людей, и в исследовании мест, где вмешательство человека либо дорогостоящее, либо почти невозможное. 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 обеспечения безопасности и науки для изучения и исследования океанов.
Навигация в неограниченных средах за пределами досягаемости акустических транспондеров остается одной из основных вех проблем, которые необходимо решить.
Автор: Абхишек Саини