System Dokujący Przenośny Opracowany dla Autonomicznych Podwodnych Pojazdów

Dziedzina robotyki podwodnej w ostatnim czasie robi imponujące postępy. Już w zeszłym miesiącu inżynierowie zademonstrowali robota przypominającego kałamarnicę do eksploracji podwodnej. Teraz, inny zespół inżynierów z Purdue University opracował system dokujący przenośny dla autonomicznych podwodnych pojazdów (AUV). To ostatnie odkrycie może pomóc w poprawie eksploracji podwodnej przy użyciu takich pojazdów. 

Badania zostały opublikowane w IEEE, zatytułowane „Collaborative Mission Planning for Long-Term Operation Considering Energy Limitations.” 

Podwodne roboty są również przydatne do misji poszukiwawczo-ratowniczych i badań środowiskowych. Jednak jedną z ich wad jest to, że roboty muszą wrócić do bazy, aby naładować baterie i przesłać dane. Nie jest to wykonalne, jeśli AUV ma wyprawić się głęboko w nieznane wody. 

Zespół nie zatrzymał się na wodach oceanicznych, ale również zbadał adaptację systemu dokującego dla jezior pozaziemskich na innych planetach. 

Nina Mahmoudian jest associate profesorem inżynierii mechanicznej.

„Moje badania koncentrują się na trwałej pracy robotów w trudnych środowiskach,” powiedziała Mahmoudian. „I nie ma bardziej wymagającego środowiska niż podwodne.”

Jedną z obecnych ograniczeń robotów morskich jest to, że raz zanurzone w wodzie, nie mogą już transmitować i odbierać sygnałów radiowych, takich jak dane GPS. Jednym ze sposobów na obejście tego jest komunikacja akustyczna, ale jest ona znacznie mniej niezawodna i trudniejsza. Trudność wzrasta wraz z dłuższymi transmisjami, co powoduje, że roboty podwodne mają ograniczony zasięg działania.

„Typowo te roboty wykonują zaplanowaną trasę pod wodą,” powiedziała Mahmoudian. „Następnie wypływają na powierzchnię i wysyłają sygnał, aby zostać odzyskane. Ludzie muszą wyjść, odzyskać robota, pobrać dane, naładować baterię, a następnie wysłać go z powrotem. To bardzo kosztowne i ogranicza czas, w którym te roboty mogą wykonywać swoje zadania.”

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

Stacja Dokująca Przenośna

To właśnie dlatego Mahmoudian opracowała stację dokującą przenośną, która pozwala robotom samodzielnie wrócić do eksploracji. 

„A co, jeśli mielibyśmy wiele stacji dokujących, które również byłyby przenośne i autonomiczne,” kontynuowała Mahmoudian. „Roboty i stacje dokujące mogłyby koordynować ze sobą, aby naładować baterie i przesłać dane, a następnie wrócić do eksploracji, bez potrzeby interwencji ludzkiej. Opracowaliśmy algorytmy, aby maksymalizować te trasy, więc uzyskujemy optymalne wykorzystanie tych robotów.” 

„Co jest kluczowe, to to, że stacja dokująca jest przenośna,” powiedziała. „Może być wdrożona w stałej lokalizacji, ale może być również wdrożona na autonomicznych pojazdach powierzchniowych lub nawet na innych autonomicznych podwodnych pojazdach. I jest zaprojektowana, aby być niezależną od platformy, więc może być wykorzystywana z dowolnym AUV. Sprzęt i oprogramowanie współpracują ze sobą.”

Mahmoudian uważa, że ta technologia może się rozprzestrzenić poza świat podwodny. 

„Ten system może być wykorzystywany wszędzie,” powiedziała. „Roboty na lądzie, w powietrzu lub na morzu będą mogły działać nieograniczenie. Roboty poszukiwawczo-ratownicze będą mogły eksplorować znacznie szersze obszary. Będą wchodzić do Arktyki i badać skutki zmian klimatycznych. Będą nawet wchodzić w przestrzeń kosmiczną.”