Mobilt dokkingsystem utviklet for autonome undervannsfarkoster

Feltet undervannsrobotikk har gjort imponerende fremgang den siste tiden. For bare en måned siden viste ingeniører frem en blekksprut-lignende robot for undervannsutforskning. Nå har et annet team av ingeniører ved Purdue University utviklet et mobilt dokkingsystem for autonome undervannsfarkoster (AUV). Denne nyeste utviklingen kan hjelpe med å forbedre undervannsutforskning med slike farkoster.

Forskningen ble publisert i IEEE, med tittelen “Collaborative Mission Planning for Long-Term Operation Considering Energy Limitations.”

Undervannsroboter er også nyttige for søk- og redningsoppdrag og miljøstudier. Men en av deres ulemper er at robotene må returnere hele veien tilbake til basen for å lade opp og laste ned data. Dette er ikke mulig hvis en AUV skal ut på dypt ukjent vann.

Teamet stoppet ikke ved havvann, men utforsket også å tilpasse dokkingsystemet for ekstraterrestriale innsjøer på andre planeter.

Nina Mahmoudian er en assosiert professor i maskinteknikk.

“Min forskning fokuserer på varig drift av roboter i utfordrende miljøer,” sa Mahmoudian. ”Og det finnes ikke et mer utfordrende miljø enn undervann.”

En av de nåværende begrensningene med marine roboter er at de en gang de dykker i vann, kan de ikke lenger sende og motta radiosignaler som GPS-data. En måte å gå rundt dette er akustisk kommunikasjon, men det er mye mindre pålitelig og vanskeligere. Vanskeligheten øker med enda lengre rekkeviddeoverføringer, noe som gjør undervannsroboter begrensede i deres rekkevidde.

“Vanligvis utfører disse robotene en forhåndsplanlagt rute under vann,” sa Mahmoudian. “Deretter kommer de til overflaten og sender ut et signal for å bli hentet. Mennesker må gå ut, hente roboten, få data, lade opp batteriet og deretter sende den ut igjen. Det er svært dyrt, og det begrenser hvor lenge disse robotene kan utføre oppgavene sine.”

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

Mobile Dokkingsstasjon

Dette er hvorfor Mahmoudian kom opp med en mobildokkingsstasjon som lar robotene returnere til utforskning på egen hånd.

“Og hva hvis vi hadde flere dokker, som også var mobile og autonome,” fortsatte Mahmoudian. “Robotene og dokkene kunne koordinere med hverandre, så de kunne lade opp og laste ned data, og deretter gå tilbake ut for å fortsette utforskning, uten behov for menneskelig inngripen. Vi har utviklet algoritmene for å maksimere disse ruter, så vi får det optimale bruk av disse robotene.”

“Hva er nøkkel er at dokkingsstasjonen er bærbar,” sa hun. “Den kan plasseres i en fast posisjon, men den kan også plasseres på autonome overflatesfartøy eller selv på andre autonome undervannsfarkoster. Og den er designet for å være plattform-uavhengig, så den kan brukes med noen som helst AUV. Maskinvaren og programvaren fungerer hånd i hånd.”

Mahmoudian tror at denne teknologien kan spre seg langt utenfor undervannsverden.

“Dette systemet kan brukes hvor som helst,” sa hun. “Roboter på land, luft eller sjø vil kunne operere uendelig. Søk- og redningsroboter vil kunne utforske mye større områder. De vil gå inn i Arktis og utforske effektene av klimaendringer. De vil sogar gå inn i rommet.”