סקרים הידרוגרפיים הם עמוד השדרה של ניווט בטוח, בנייה offshore, ניטור סביבתי. הם מייצרים מפות קרקעי מפורטים המדריכים אוניות דרך ערוצים רדודים, לעזור מהנדסים לתכנן תשתיות תת ים, ומאפשרים למדענים לעקוב אחר שינויים בבתי גידול ימיים.אבל עבור כל החשיבות שלהם, אזורי סקר קריטיים רבים נשארים מעוותים בשפע, זרמים חזקים, כיסוי קרח, או נוכחות של הרס מסוכן יכול להפוך שיטות קונבנציונאליות - או למנועי ענקי מים, כדי להפיץ מכשולים חדשים, או למנוע מיפוי בלתי-ממים, או למנוע את המכשולים מסוכנים ביותר, או למנוע מיפוי בלתי-ממים אלה.

מדוע שיטות מסורתיות נופלות קצרות באזורים קשים

סקרים הידרוגרפיים של האמנה בדרך כלל מסתמכים על כלי שיט המכילים רבבים או בנאריק צד-סגוניים.הכליים לאורך קווים מתוכננים מראש בעוד הנאריר מטאטא את קרקעית הים.גישה זו פועלת היטב בפתיחה, רדודה עד בינונית עד בינונית, שבה הספינה יכולה להתמרן בבטחה, בעיות מתפתחות כאשר אזור הסקר נמצא מתחת לקרח, במים עמוקים ביותר מעבר להישגים של בני חורשים, או מחוסנים, כמו גם באזורים מסוימים, או מחוסנים, או מחוסמים בצורה מדויקת, או מחוספסת, כמו גם באזורים מסוימים, או מסולקת, כמו גם באזורים מעומקמים, כמו גם באזורים מסוימים, או מסולקים, או מסולקים, כמו גם באזורים מסוימים, או מסולקים, או מסולקים, או מסולקים, או מסולקים, או מסולקים, כמו גם באזורים מסוימים, או מסולקים, או מסולקים, או מסולקים, עם אזורים לא-ממים, או מסולקים בצורה מדויקת, כמו גם באזורים מסוימים, או מסולקים, כמו גם באזורים מסוימים, או מסולקים, כמו במקרה של מחסומים, כמו גם באזורים מסוימים, כמו גם אזורים בלתי-ממים, או מסולקים,

משומרים תת-מרנים ומשתנים מציעים אלטרנטיבה לבדיקה קרובה, אבל הם מוגבלים על ידי סובלנות עמוקה, צולל זמן, שיקולי בטיחות, צוללנים לא יכולים לעבוד מעבר לכמה עשרות מטרים ללא לוח זמנים מדכא מורכב, ואפילו את המתקדם ביותר אנושי-מיושב-היתר, אפילו את העלולים-אנושיים המתקדמים ביותר, אשר נמצאים תחת מגבלות זמן תחתית מחמירות ודורשים כלי תמיכה גדולים.

יתרונות השימוש ב-Black Robots

נגישות

רובוטים תת-ימיים יכולים להגיע למקומות שהם ביעילות מחוץ לפלטפורמות מאוישות. כלי רכב תת-ימיים אוטונומיים (AUVs) צוללים באופן שגרתי ל-3,000 מטרים או יותר, וכמה מהם מדורגים ב-6,000 מטרים - מספיק כדי לבדוק מעל 98 אחוזים מהים בעולם של ים מרוחקים מרחוק, כלומר כלי רכב המופעלים באופן שווה, מותאמים לספינה שאספקת חשמל אמיתי ואמיתית, אם לא יכול ללכת אחר שדה מתכתי, או לא יכול להיות בעל שם, או חסום, או לא יכול להיות בעל גוף עמוק, או חסום, או לא יכול לעקוב אחר כלי רכב מעוקלידוני, או חסום, אם הוא בעל שדה, או חסום, או חסום, או חסום, או חסום, או חסום, או חסום, או חסום, או לא יכול לעקוב אחר כלי רכב עמוק, או חסום, או חסום, או חסום, או חסימתי, או חסום, או חסום, או חסום, או לא יכול לעקוב אחר כלי רכב מופעל באופן שווה, או חסום, או חסום של כלי רכב מופעל על פני השטח של כלי רכב עמוק, או חסימת שטח של כלי רכב עמוק, או לא יכול להיות בעל שטח של כלי רכב מעודן, אם הוא

איכות נתונים והעדפות נתונים

החיישנים המצויים ביריבים מודרניים מתחת למים או מעל אלה המשמשים כלי פני השטח. . Multibeam מהדהדים, נוודים סינתטיים, לידר, מצלמות, ומגנטים משולבים באופן שגרתי ב- AUV ו-ROV payloads. כי רובוטים אלה לטוס קרוב לקרקעית הים - לעתים קרובות רק 10 עד 50 מטרים מעל זה - הם מייצרים החלטות נמדדות בסנטימטרים יותר מאשר מרמה זו של זה של מיפוי מדויק, כמו קוד פתוח, כמו גם מיפוי נתונים מדויקים, או מקודמים מדויקים, כמו גם מקודמים מדויקים, כמו מיפוי מדויק, כמו גם מיפוי מדויק יותר, כמו גם מיפוי מדויק יותר, כמו מיפוי נתונים מדויקים יותר, כמו מיפוי מדויק יותר, או מקודמים, כמו גם מיפוי מדויק יותר, או מלמטה, או מלמטה, כמו גם מיפוי של אובייקטים מהירים יותר, כמו מיפוי של דיסקרטיבות, כמו מיפוי נתונים מדויקים יותר, כמו גם מיפוי נתונים מדויקים יותר, או ירידה מדויקת של דיסקרטיבות, כמו גם מיפוי נתונים מדויקים יותר, או ירידה מדויקת יותר, כמו גם מיפוי של דיסקרטיבות, לעתים קרובות רק 10 עד 50 מטרים, כמו גם מיפוי של דיסקרטיבות, לעתים קרובות רק 10 עד 50

עלויות-אווירה

בעוד ההשקעה הראשונית במערכת הרובוט התת-ימית היא משמעותית, החיסכון לטווח ארוך הוא משמעותי.אחד AUV יכול לכסות ביום אחד אזור שעשוי לקחת מערכת רבבים מאומנת כמה ימים כדי לטבלה, במיוחד במים עמוקים שבו הספינה חייבת להאט ולרוץ מספר פעמים.אוטומטי הסקר מקטין את הצורך של צוות גדול, זמן יקר, תמיכה ספינות עבור פעולות דיווריום.

בטיחות בטיחות בטיחות בטיחות

היתרון המשכנע ביותר של רובוטים תת-ימיים הוא יכולתם לחסל את הסיכון האנושי בסביבה הקשה ביותר.אין סיכון למחלת הדיכאון של דיבר, סבך או התקפות טורפות. באזורי הקוטב, רובוטים יכולים לפעול תחת קרח מבלי לחשוף את האנשים לסכנה של הפסקת קרח או מפגשי דוב קוטב. באזורים עם זרמים חזקים או קרוב לספינת קרב, הרובוט יכול להתאושש במהירות מבלי לסכן את החיים באופן בטוח יותר, כי הם עלולים להיות מיקומים לחלוטין, או לסתום את התנאים של מים.

גמישות תפעולית

רובוטים תת-ימיים יכולים להיות פרוסים ממגוון רחב של כלי שיט, כולל סירות קטנות, ספינות מחקר, או אפילו מהחוף באמצעות מערכת שיגור-החזרה-החזרה-החזרה-החזרה-מחדשת. גמישות זו מאפשרת לצוותים סקרים לגייס במהירות ולהתאים לשינויים במזג אוויר או דרישות משימה. AUVs ניתן לתכנת מחדש בשדה כדי להתאים קווי סקר או לחקור תכונה של עניין.

סוגים של רובוטים תת-ימיים המשמשים ב Hydrography

רכבי רכב מאוגדים מרחוק (ROVs)

ROVs הם רובוטים tethered נשלט בזמן אמת מכליה על פני השטח.האתר מספק כוח ותקשורת גבוהה פסוויד, המאפשר להאכיל וידאו חי ומניפולציה מדויקת. אינגרפיה, ROVs מצטיין בבדיקות מפורטות של מבנים מורכבים - כגון רכסי אוניות, צינורות תת-קרקעיים, ופלטפורמות offshore - שבו הטייס צריך לנווט סביב מכשולים ולהתאים את החיישנים על פני השטח של העוף-אובחיים כבדים ביותר, כמו גם כן, כגון ריבאוטמי עבודה גבוהה יותר, כמו סרמוסיביים, כמו גם ⁇ מים חמים, כי הם יכולים להמשיך את הגדלים גבוהים יותר, כי הם יכולים להמשיך את המתקדמים ביותר, כמו גם ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ מקיפים מקיפים ⁇ מקיפים מקיפים ⁇ ⁇ מקיפים ⁇ ⁇ ⁇ מקיפים ⁇ ⁇ ⁇ מקיפים ⁇ ⁇ ⁇ מקיפים מקיפים ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ קיבולת גבוהה קיבולת גבוהה ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

רכבי תת-קרקעי אוטונומיים (AUVs)

AUVs לפעול באופן עצמאי, לאחר קורס טרום-מוקצב ללא התערבות אנושית ישירה.הם נושאים סוללות לוח, מערכות ניווט, ואחסון נתונים. במהלך סקר, AUV טס דפוס שיטתי של קווי חפיפה, איסוף סונר, רחצה, ונתוני האוקיינוסים במהירות גבוהה, לאחר השלמת המשימה, הוא משטחים עבור התאוששות והורדת נתונים.

סוללות היברידיות וגלידר

מעבר ל-ROV /AUV dichotomy, כמה פלטפורמות היברידיות ומומחיות הופיעו. gliders מתחת למים להשתמש בנעה מונחה על ידי buoyancy לנסוע למרחקים ארוכים עם צריכת אנרגיה נמוכה מאוד, בעוד הם איטי יותר מאשר AUVs, הם יכולים להישאר בים במשך שבועות או חודשים, מה שהופך אותם אידיאלי עבור ניטור אטומי ולא פלטפורמות היברידיות גבוהה, כגון אלה יכולים לפעול כמו רכיב אמיתי של כדור הארץ כדי להפעיל את זה הוא מסוגל לשלב את זה עם קצת יותר פתוח יותר עבור מערכת אלקטרונית, כמו גם עם מחזור חשמלי חדש כדי לספק בדיקה אוטונומית (אומי) עם קצת יותר עבור מערכת הפעלה טובה יותר עבור מערכת חשמלית).

מערכות סווממים ושיתופיות

אזור מחקר של מחקר הוא השימוש של רובוטים מרובים שיתוף פעולה - או נחילים - כדי לבדוק אזורים גדולים יותר ביעילות. בגישה חטיפה, כמה AUVs קטנים פרוסים בו זמנית, כל אחד מהם מוקצה חלק של רשת הסקר.הם מתקשרים באופן אקוסטי כדי לתאם את התנועות שלהם ולהימנע חפיפות. כאשר רובוט אחד לסיים את האזור שלה, ניתן להפנות אותו כדי לסייע לאחרים.

יישומים מרכזיים בסביבה קשה לגישה

  • (FLT:0)Polar ו-קרחונים מכוסים מים: ⁇ 1 (תחת-ice AUVs) מיפוי מתחת לקרח הים הארקטי ותכונות קרקעיות ים מתחת למדפים קרח אנטארקטיים.רובוטים אלה לנווט מתחת לקרח עבה במשך מאות קילומטרים, הציפו רק בפות פתוח או פתחים שנקבעו מראש להעברת נתונים.
  • מחקר מינרלים:0 (Deep-sea: FLT:1 AUVs מצויד מגנטימטרים ורבבאם בנן משמשים כדי למפות שדות ventmal ו מיטות נוודים מגנים בעומק מים של 3,000 עד 6,000 מטרים.רובוטים יכולים לכסות את האזורים העצומים והמרוחשים האלה ללא סכנות של תת-קרקעי עמוק.
  • (ב) מיפוי:0 ועיוות: מיפוי: FIRVs מספק תמונות ברזולוציה גבוהה וסריקות בנדר של ספינות, מטוסים מוכים, וסיכוןים אחרים.
  • (FLT:0) תשתיות אנרגיה Offshore:FLT:1 Routine בדיקה של צינורות תת-ימיים, עלייה, וקרנות טורבינות רוח מבוצעות יותר ויותר על ידי AUVs ו-ROVs. רובוטים אלה מזהים קורוזיה, scour, ו debris מבלי להפסיק ייצור או לשים דיפרורים בסיכון.
  • (FLT:0) ניטור סביבתי: FLT:1 רובוטים תת-קרקעי למדוד פרמטרים באיכות מים, לעקוב אחר צנרת זרע מפעילות דריסה, לפקח על בריאות שוניות אלמוגים ומצעים ימיים באזורים שבהם מחלוקות לא יכולות להיקרא בבטחה.

אתגרים וחדשנות מתמשכת

למרות היתרונות הרבים שלהם, רובוטים תת-ימיים מתמודדים עם כמה מכשולים טכניים המגדירים את יעילותם.האתגרים המשמעותיים ביותר כוללים חיי סוללה מוגבלים, קשיים בתקשורת תת-ימית, הצורך בניווט אוטונומי חזק, ואת נפח הנתונים שנוצר על ידי חיישנים מודרניים.

סוללה וניהול כוח

סיום הוא מזקק עיקרי עבור AUVs. רוב סוללות מופעלת AUVs יכול לפעול עבור 8 עד 24 שעות במהירות סקר, לאחר מכן הם חייבים משטח עבור טעינה או החלפת סוללות.עבור משימות מיפוי בקנה מידה גדול באזורים מרוחקים, זה אומר מחזורי שיגור חוזרים מחדש כי צריכת זמן קרקעי נוסף של סוללת ליתיום ממשיכה לשפר, אבל צפיפות האנרגיה הנדרשת עבור באמת ארוך טווח סקריפיפות מימן עדיין משמש כמה תחנות כוח אוויריות.

תקשורת תת-קרקעית

תקשורת אקוסטית היא השיטה היחידה בת קיימא להעברת נתונים דרך מים למרחקים משמעותיים, אבל זה איטי מאוד - באופן חד-משמעי כמה אלפי ביטים לשנייה - וסובלים מהפרעות מרובות-פת ומגבלות טווח.זה הופך בזמן אמת ל-High-bandally ל- AUVs ללא אפשרות לשימוש בפתרונות היברידיים מבוססי-משטח (או באמצעות מערכת הפעלה אוטומטית) ללא הגבלת זמן נמוכה של שימוש בפסיביים (אונדנטלית) ללא הגבלת זמן נמוכה יותר) באמצעות שימוש בפתרונות מבוססי-פסים (אונדנטליים).

ניווט והחלטות אוטונומיות

AUVs מסתמכים מאוד על מערכות ניווט לא רצויות, צמידים מהירות דופלר, ומיקום אקוסטי (כגון קו בסיס ארוך או אולטרה בסיס קצר טווחי בסיס קצרים), במים עמוקים או מתחת לקרח, מערכות אלה יכולות לנסחף לאורך זמן, הדורשות מדי פעם GPS תיקוני GPS על פני השטח כדי לאפסת קרח, שבו ה- GPS הוא בלתי אפשרי עבור רוב המשימה, הצטברות של שגיאה היא דרך טובה לשיפור הניווט האנושי.

עיבוד נתונים ואחסון

סקר יחיד AUV יכול לייצר terabytes של נתונים Sonar ודמיון. אחסון על הסיפון גדל הודות לכוננים מדינתיים מוצק, אבל צוואר הבקבוק נשאר צינור עיבוד. Raw נתונים חייב להיות לנקות, מתוקן עבור תנועה וריאציות מהירות קול, התמזג עם נתוני ניווט, והמיר לתוך מוצרים מפות ניתן למדידה.שלב זה לוקח לעתים קרובות שבועות של עיבוד ידני.

Swarm Robotics ו-שיתוף פעולה

למרות שטכנולוגיית הנחילה מחזיקה בהבטחה גדולה, היא מציגה אתגרים משמעותיים בתיאום ובתקשורת. רשתות אקוסטיות בקרב רובוטים מרובים חייבות להיות חזקות ועמידות-בעיות.כל רובוט חייב להיות מסוגל לשתף את מעמדו, מעמדו וממצאים עם האחרים מבלי ליישב את רוחב הפס האקוסיבי המוגבל של המדינה הנוכחית של חיל האוויר האדום, כולל מספר קטן (מעל 10 כלי רכב) ולפעול באזורים מוגבלים יחסית למאות כלי רכב חשמליים, כולל מערכות תקשורת אוויריות של תאים חשמליים ומערכת תקשורת.

תחזית עתיד

העשור הבא יראה רובוטים תת-ימיים הופכים אפילו יותר מסוגלים ואוטונומיים.שיפורי סוללות עשויים להרחיב את הסיבולת AUV בשבועות.שילוב של נתונים בזמן אמתיים לוויינים יניחו למפעילים מבוססי-חוף לפקח על סקרים מכל מקום בעולם ולתאים תוכניות משימה במהירות. אינטליגנציה מלאכותית תאפשר לרובוטים לקבל החלטות מורכבות - כגון זיהוי עופרת הידרותרמית מבטיחה או סיכון פוטנציאלי לניווט - ללא המתנה לתיאום אנושי, שבו יוכל לקחת חלק קטן של זמן, שבו יוכל לקחת חלק קטן של אזור קטן של זמן קצר, שבו יהיה מסוגל לקחת חלק קטן של תאים, שבו יהיה לקחת חלק קטן של אזור קטן של אזור קטן של זמן קצר יותר, שבו יהיה מסוגל לקחת חלק קטן של זרם קטן של מנוע אווירומטרה, שבו יהיה לקחת חלק קטן של זמן קצר של זמן קצר של זמן קצר של מנוע אווירומטרה, או מסוכן.

יתר על כן, מסגרות רגולטוריות מתפתחות כדי להתאים את הפעילות של רובוטים תת-ימיים במים הלאומיים, וסטנדרטים בינלאומיים לאיכות המידע מותאמים לנתוני הרובוטיים, שכן העלויות ממשיכות לרדת, משרדים הידרוגרפיים קטנים וחברות סקר פרטיות יאמצו טכנולוגיות אלה, מה שמוביל לשיפור דרמטי בכיסוי קרקעית הים העולמית.

מסקנה

רובוטים תת-ימיים עברו מכלים ניסיוניים ועד ליצירות תפעוליות בסקר הידרוגרפי.הם מספקים גישה לאזורים הקשים ביותר – מים עמוקים, מתחת למים, וסביב לסיכונים – תוך מתן נתונים של החלטה חסרת תקדים. ROVs ו- AUVs כל אחד מהם מציע כוח ייחודי: ROVs עבור בדיקה מפורטת, אינטראקטיבית ו- AUVs למיפוי עצמי רחב.