Mobiel Docking Systeem Ontwikkeld voor Autonome Onderwater Voertuigen

Het veld van onderwaterrobotica heeft de afgelopen tijd indrukwekkende vorderingen gemaakt. Nog maar een maand geleden demonstreerden ingenieurs een inktvis-achtige robot voor onderwaterexploratie. Nu heeft een ander team van ingenieurs aan de Purdue University een mobiel dockingsysteem ontwikkeld voor autonome onderwater voertuigen (AUV’s). Deze recente ontwikkeling kan helpen om de onderwaterexploratie met dergelijke voertuigen te verbeteren.

Het onderzoek werd gepubliceerd in IEEE, getiteld “Collaborative Mission Planning for Long-Term Operation Considering Energy Limitations.”

Onderwaterrobots zijn ook nuttig voor zoek- en reddingsmissies en milieustudies. Echter, een van hun nadelen is dat de robots terug moeten keren naar de basis om op te laden en gegevens te uploaden. Dit is niet haalbaar als een AUV diep de onbekende wateren in gaat.

Het team stopte niet bij oceaanwateren, maar onderzocht ook de mogelijkheid om het dockingsysteem aan te passen voor extraterrestriale meren op andere planeten.

Nina Mahmoudian is een associate professor in de mechanische ingenieurswetenschappen.

“Mijn onderzoek richt zich op de persistente werking van robots in moeilijke omgevingen,” zei Mahmoudian. ”En er is geen moeilijkere omgeving dan onderwater.”

Een van de huidige beperkingen van mariene robots is dat ze, zodra ze onder water duiken, geen radioseinen meer kunnen ontvangen en verzenden, zoals GPS-gegevens. Een manier om dit te omzeilen is akoestische communicatie, maar dat is minder betrouwbaar en moeilijker. De moeilijkheid neemt toe met langere bereiken, waardoor onderwaterrobots beperkt zijn in hun bereik.

“Typisch voeren deze robots een vooraf geplande route uit onder water,” zei Mahmoudian. “Vervolgens komen ze aan de oppervlakte en sturen ze een signaal om opgehaald te worden. Mensen moeten eropuit gaan, de robot ophalen, de gegevens ophalen, de batterij opladen en hem vervolgens weer terugsturen. Dat is erg duur en beperkt de tijd die deze robots kunnen besteden aan hun taken.”

https://www.youtube.com/watch?v=_kS0_-qc_r0&_ga=2.99992349.282287155.1601990769-129101217.1578788059

Mobiel Docking Station

Dit is waarom Mahmoudian een mobiel dockingsysteem heeft ontwikkeld dat de robots in staat stelt om zelf terug te keren naar de exploratie.

“En wat als we meerdere docks hadden, die ook mobiel en autonoom waren,” ging Mahmoudian verder. “De robots en de docks konden met elkaar communiceren, zodat ze konden opladen en hun gegevens uploaden, en vervolgens weer terugkeren naar de exploratie, zonder dat er menselijke interventie nodig was. We hebben de algoritmes ontwikkeld om deze trajecten te maximaliseren, zodat we het optimale gebruik van deze robots krijgen.”

“Wat belangrijk is, is dat het dockingsysteem draagbaar is,” zei ze. “Het kan op een vaste locatie worden geïmplementeerd, maar het kan ook worden geïmplementeerd op autonome oppervlaktevoertuigen of zelfs op andere autonome onderwater voertuigen. En het is ontworpen om platformonafhankelijk te zijn, zodat het kan worden gebruikt met elke AUV. De hardware en software werken hand in hand.”

Mahmoudian gelooft dat deze technologie verder kan gaan dan de onderwaterwereld.

“Dit systeem kan overal worden gebruikt,” zei ze. “Robots op land, in de lucht of op zee kunnen onbeperkt opereren. Zoek- en reddingsrobots kunnen veel grotere gebieden verkennen. Ze zullen naar de Arctische regio gaan en de effecten van klimaatverandering onderzoeken. Ze zullen zelfs naar de ruimte gaan.”