Подводные роботы для автономной стыковки в середине миссии для подзарядки и передачи данных

Роботы могут быть прекрасным инструментом для поисково-спасательных операций и изучения окружающей среды, но в конечном итоге они должны вернуться на базу, чтобы зарядить свои батареи и загрузить свои данные. Это может быть проблемой, если ваш робот представляет собой автономный подводный аппарат (АНПА), исследующий глубокие океанские воды, сообщает портал mzhost.ru.

Теперь команда Университета Пердью создала мобильную стыковочную систему для АПА, позволяющую им выполнять более длительные задачи без вмешательства человека.

Команда также опубликовала статьи о способах адаптации этой системы стыковки для АПА, которые будут исследовать внеземные озера, такие как озера Юпитера и спутников Сатурна.

«Мое исследование сосредоточено на постоянной работе роботов в сложных условиях», - сказала Нина Махмудян, доцент кафедры машиностроения. «И нет более сложной среды, чем под водой».

Когда морской робот погружается в воду, он теряет способность передавать и принимать радиосигналы, включая данные GPS. Некоторые могут использовать акустическую связь, но этот метод может быть трудным и ненадежным, особенно при передаче на большие расстояния. Из-за этого у подводных роботов в настоящее время ограниченный диапазон действия.

«Обычно эти роботы выполняют заранее запланированный маршрут под водой», - сказал Махмудиан. "Затем они выходят на поверхность и посылают сигнал, чтобы их нашли. Люди должны выйти, забрать робота, получить данные, зарядить аккумулятор и затем отправить его обратно. Это очень дорого и ограничивает количество время, когда эти роботы смогут выполнять свои задачи ".

Решение Махмудиана - создать мобильную док-станцию, к которой подводные роботы могли бы возвращаться самостоятельно.

«А что, если бы у нас было несколько док-станций, которые также были мобильными и автономными?» она сказала. «Роботы и доки могли координироваться друг с другом, чтобы они могли перезаряжаться и загружать свои данные, а затем возвращаться, чтобы продолжить исследование, без необходимости вмешательства человека. Мы разработали алгоритмы, чтобы максимизировать эти траектории, поэтому мы получаем оптимальное использование этих роботов ».

Документ о системе планирования миссий, которую разработали Махмудиан и ее команда, был опубликован в журнале IEEE Robotics and Automation Letters. Исследователи подтвердили метод, протестировав систему во время короткой миссии на озере Верхнее.

«Главное, чтобы док-станция была портативной, - сказал Махмудиан. «Его можно развернуть в стационарном месте, но его также можно развернуть на автономных надводных транспортных средствах или даже на других автономных подводных транспортных средствах. И он разработан так, чтобы не зависеть от платформы, поэтому его можно использовать с любым АПА. Аппаратное и программное обеспечение работать рука об руку ".

Махмудиан указывает, что подобные системы уже существуют в вашей гостиной. «Автономный пылесос, как Roomba, выполняет свою пылесосную уборку, и когда у него заканчивается батарея, он автономно возвращается в док-станцию ??для подзарядки», - сказала она. «Это именно то, что мы здесь делаем, но окружающая среда очень более сложной."

Если ее система сможет успешно работать в сложных подводных условиях, тогда Махмудиан видит еще большие перспективы для этой технологии.

«Эту систему можно использовать где угодно», - сказала она. «Роботы на суше, в воздухе или на море смогут работать бесконечно долго. Роботы-спасатели смогут исследовать гораздо более обширные территории. Они отправятся в Арктику и изучат последствия изменения климата. Они даже пойдут в космос . "

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

На эту конструкцию мобильной подводной док-станции выдан патент. Патент был подан через министра ВМС США. Эта работа финансируется Национальным научным фондом (грант 19078610) и Управлением военно-морских исследований (грант N00014-20-1-2085).