海洋革命:海洋機器人在國防、研究和產業方面的進展

作者: Vikas Kumar

2023年6月23日

海洋革命:海洋機器人在國防、研究和產業方面的進展

機器人技術專注於可程式化機械機器人的設計和建造。其工作是複製人類的動作。此類海洋用機器人的開發對於國防、科學研究和工業應用至關重要,包括監視、環境監測和水雷反制等等。

船舶需要定期維護和大量資源,從燃料和油料維護到定期清潔,大量零件和設備需要維修或更換,以保持船舶的良好狀態。很多時候,所有這些任務在由人類執行時都非常危險且具有挑戰性。為此,機器人能夠處理此類任務。例如,HullBUG是一種水下船體清潔機器人,它會將自己附著在船的底部進行表面清潔。另一個機器人,SAFFIR消防機器人,是一種自主人形機器人,能夠檢測和撲滅船上的火災,與人類並肩工作。

偵察機器人技術已經開發出一種小型啞鈴狀機器人,能夠穿透船隻的主甲板進行隱蔽檢查。這些發展目前正被美國海軍使用。機器人上的攝影機能讓操作員即使在夜間也能藉由紅外線感測器即時看到正在發生的事情。

海洋自主機器人系統

自主水下載具– 簡而言之,AUV 是一種機器載具,可用於水下測量任務,例如繪製水下沉船、海底測繪和海水特性描述。它在沒有操作員干預的情況下進行測量,它們是可程式化的,並返回到預先程式化的位置,可以下載和處理資料

自主水面載具– 簡而言之,ASV 是位於海面上的機器載具,用於收集海洋資料。與滑翔機相比,它們具有更大的有效載荷和電池容量。它們攜帶 GPS 和銥星模組,並透過這些模組進行通訊和導航。它們對於收集攝影監測和天氣資訊非常有用。它們被認為是未來的資料採集者,ASV 將從水下載具收集資料並透過銥星中繼。

遙控載具– 簡而言之,ROV 是一種繫纜的水下機器人,無人駕駛,透過一組電纜連接到船舶,這些電纜在載具和操作員之間傳輸電力、視訊和資料訊號

ISIS 是英國潛水深度最深的 ROV。它收集樣本、鑽取沉積物岩心並捕獲高解析度視訊,從而可以在人類潛水員無法到達的深度進行複雜的測量

滑翔機– 一種用於測量海洋參數(例如溫度、葉綠素含量和鹽度)的水下載具,然後將其傳輸回岸邊。它使用一個內部泵來改變其浮力,使其能夠在水中上下移動。它們長 2 米,重約 65 公斤,行駛速度接近每小時 0.5 公里。它們節能,可以在小型任務中使用傳統的鹼性電池。它們不需要從研究船的甲板上部署,因此滑翔機任務相對便宜。它能夠透過其感測器傳送即時資料

未來趨勢

C-Bot 專案– 氣候變遷產生了及時開發系統來監測、檢測和預測當地現象中這些變化的迫切需求。珊瑚礁監測被認為是氣候變遷的可靠預測指標,因為它們對溫度的微小變化很敏感。

為此,珊瑚機器人 (C-bot) 專案旨在建造一種機器人來監測淺水區的珊瑚礁。它將取代目前使用配備攝影設備的潛水員來測量珊瑚礁床的方法

Mesobot 專案– 正在開發一種自主水下機器人 Mesobot,它具有捕獲“暮光區”中獨特且豐富生命的新能力,該區域從 200 公尺延伸到 1000 公尺深度。與全球所有漁業相比,它可能擁有更多的魚類生物量

最初,Mesobot 將被繫纜,允許人類飛行員識別目標,然後,當它們遷移到海洋更深處時,它將在立體攝影機的幫助下自主追蹤它們

結論

海洋 機器人技術能夠協助執行與人類生命危險相關的任務,並探索人類干預既昂貴或幾乎不可能的地方。該市場的主要成長驅動力是其在國防、工業和科學研究中的應用。海洋機器人領域有大量正在進行的專案,旨在開發更好的技術來捕獲海洋的未開發領域。這些專案旨在解決工業挑戰,並為安全和科學提供更好的工具來探索和研究海洋

導航 在超出聲學應答器範圍的非限制環境中,導航仍然是需要解決的主要里程碑問題之一。

作者:Abhishek Saini

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