Мобильная доковая станция, разработанная для автономных подводных аппаратов

Область подводной робототехники в последнее время делает впечатляющие успехи. Только в прошлом месяце инженеры продемонстрировали робота, похожего на кальмара, для подводного исследования. Теперь другая команда инженеров из Университета Пердью разработала мобильную доковую станцию для автономных подводных аппаратов (АПА). Это недавнее развитие может помочь улучшить подводное исследование с помощью таких аппаратов.

Исследование было опубликовано в IEEE, под названием “Коллаборативное планирование миссий для длительной эксплуатации с учетом ограничений энергии.”

Подводные роботы также полезны для поисково-спасательных миссий и экологических исследований. Однако одним из их недостатков является то, что роботы должны вернуться в базу, чтобы зарядить батарею и передать данные. Это неосуществимо, если АПА должен отправиться в глубокие неизвестные воды.

Команда не остановилась на океанических водах, но также исследовала возможность адаптации доковой станции для экзопланетарных озер на других планетах.

Нина Махмудян – ассоциированный профессор механической инженерии.

“Мои исследования сосредоточены на постоянной эксплуатации роботов в сложных условиях”, – сказала Махмудян. “И нет более сложной среды, чем подводная”.

Одним из текущих ограничений морских роботов является то, что после погружения в воду они больше не могут передавать и принимать радиосигналы, такие как данные GPS. Одним из способов обойти это ограничение является акустическая связь, но она намного менее надежна и более сложна. Сложность увеличивается с более длинными диапазонами передачи, что делает подводных роботов ограниченными в их диапазоне эксплуатации.

“Обычно эти роботы выполняют предварительно запланированный маршрут под водой”, – сказала Махмудян. “Затем они выходят на поверхность и отправляют сигнал, чтобы быть извлеченными. Люди должны выйти, извлечь робота, получить данные, зарядить батарею и затем отправить его обратно. Это очень дорого, и это ограничивает количество времени, которое эти роботы могут выполнять свои задачи”.

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

Мобильная доковая станция

Это почему Махмудян разработала мобильную доковую станцию, которая позволяет роботам возвращаться к исследованию самостоятельно.

“А что, если бы у нас было несколько доков, которые также были мобильными и автономными”, – продолжила Махмудян. “Роботы и доки могли бы координировать друг с другом, так что они могли зарядить батарею и передать данные, и затем вернуться к исследованию, без необходимости человеческого вмешательства. Мы разработали алгоритмы, чтобы максимизировать эти траектории, так что мы получаем оптимальное использование этих роботов”.

“Что важно, так это то, что доковая станция портативна”, – сказала она. “Она может быть развернута в стационарном месте, но она также может быть развернута на автономных поверхностных судах или даже на других автономных подводных аппаратах. И она разработана как платформо-агностическая, так что она может быть использована с любым АПА. Аппаратное и программное обеспечение работают рука об руку”.

Махмудян считает, что эта технология может распространиться далеко за пределы подводного мира.

“Эта система может быть использована где угодно”, – сказала она. “Роботы на суше, в воздухе или на море смогут работать неограниченно. Поисково-спасательные роботы смогут исследовать намного более широкие территории. Они пойдут в Арктику и исследуют последствия изменения климата. Они даже пойдут в космос”.