רובוטים "מגורים" בעמקי הים לניטור צינורות וכבלים ימיים

סאדה ניוז - נבדק על ידי חוקרים בנורבגיה רובוט עצמאי הפועל מתחת למים שהצליח לבצע משימות בדיקה לתשתיות ימיות, ולאחר מכן לחזור באופן אוטומטי לעמדה קבועה שבתחתית הים כדי להטעין את הסוללה שלו, ולהעביר את הנתונים שצבר.

הניסויים בוצעו בעומק של 90 מטרים במצר טרונדשיים, במהלך שמטרתו לפתח רובוטים שיכולים לשהות מתחת למים חודשים או שנים, במקום להחזירם לספינות או ליבשה לצורך תחזוקה והטעינה לאחר כל משימה.

ישנה צורך גובר במעקב אחרי קווי צינורות וכבלי תקשורת וחשמל, עם התרחבות הפעילות הכלכלית בימים ועליית החששות הקשורים לביטחון התשתית מתחת למים.

תהליכי הבדיקה הנוכחיים תלויים לעיתים קרובות בספינות גדולות המצוידות במכשירי סונאר, או ברכ vehicles תחתיים שמלוות אותן ספינות תמיכה וצוותי תפעול. תהליכים אלו דורשים מספר רב של עובדים, בנוסף לעלויות גבוהות ולפליטות פחמן הנגרמות כתוצאה מהפעלת הספינות במשך פרקי זמן ארוכים.

הפרויקט החדש שואף להחליף רובוטים "מגורים" בים בחלק מהמפרט הזה, ששולחים מעמדות קבועות בתחתית, מבצעים משימות בדיקה לפי הצורך, ואז חוזרים לתחנותיהם מבלי להידרש להתערבות אנושית.

אמר מרטין לודוויגסן, פרופסור במחלקה לטכנולוגיה ימית באוניברסיטת נורבגיה למדע ולטכנולוגיה, כי הרובוטים הללו עשויים להוות תפקיד חשוב במעקב אחרי התשתית והגנה עליה, מבלי להיות תלויים באופן מתמשך בספינות שטח יקרות.

רובוט שמשקלו 10 קילוגרם

במהלך הבדיקות השתמשו החוקרים ברובוט מדגם "Blueye X3" שמשקלו כ-10 קילוגרם, שהוכן עם מצלמה, מכשירי סונאר, חיישנים, ציוד תקשורת, מטען חיישני ומערכת חיבור מגנטית.

לאחר סיום המשימה, משתמש הרובוט במגוון טכניקות ניווט כדי למצוא את תחנת ההטענה וליצור איתה קשר. הוא מסתמך קודם כל על מערכות שונות לקביעת המיקום ותקשורת מהירה נמוכה, ולאחר מכן עובר להנחיה חזותית כשמתקרב לתחנה, שם המצלמה קוראת סימנים מסוימים, ומשתמשת בטכניקות ראייה ממוחשבת כדי להנחות אותו לנקודת החיבור.

בעת החיבור עם התחנה, מתחיל העברת הנתונים במהירות גבוה יותר, בעוד שהסוללה נטענת באופן אלחוטי דרך אינדוקציה. תחנת התחתית מחוברת למתקנים על היבשה באמצעות כבל המספק חשמל ותקשורת.

הצלחה של 90%

המערכת פורסמה בשתי הזדמנויות, והשיגה בסך הכל ארבעה שבועות של שירות תפעולי. במהלך תקופה זו, השלים הרובוט משימות בדיקה, והרשם שיעור הצלחה של 90 אחוזים בחזרה והתחברות עם תחנת ההטענה.

על אף שהתוצאה מצביעה על אפשרות לשחזר את התהליך, הצוות חושב שהשיעור צריך להגיע ל-100 אחוזים, לפני שהמערכת יכולה להיות מנוצלת באופן עצמאי.

אמר לודוויגסן שהצלחה התחברות היא קריטית, כי חוסר יכולת הרובוט לחזור לתחנה יכולה להוביל לאיבוד הרובוט ולאפשרות שחזור, במיוחד כשהוא מופעל ללא נוכחות של מפעיל או של ספינת תמיכה קרובה.

מסיבה זו, בוצעו הבדיקות הנוכחיות תוך שימוש בחבל בטיחות המאפשר לשחזר את הרובוט במקרה הצורך. השימוש באמצעי שחזור חומרים יימשך בניסויים הבאים עד שהמערכת הוכיחה שהיא יכולה לפעול אוטונומית בצורה אמינה.

קושי בנווט מתחת למים

הניווט בעמקי הים שונה מהתנועה על היבשה או מעל פני המים, מכיוון שהאותות של מערכות מיקום עולמיות אינן מגיעות לעמקי הים. הרובוט צריך לשלב בין מספר אמצעים על מנת להעריך את מיקומו וכיוונו, כולל גירוסקופים, מדדי תאוצה ומערכות ניווט אינרציאליות, בנוסף לטכניקות אודיו המודדות תנועות יחסית לתחתית הים. מערכות אלו צורך יכולת חישובית וחשמל, מה שהופך את שיפור הניווט והיעילות לאחת האתגרים המרכזיים במהלך ההפעלה הארוכה. הניסויים גם חשפו בעיות לא צפויות בראייה ממוחשבת. כאשר דגים עברו מול המצלמה, הם בלבלו את התוכנית שאחראית על פירוש התצלומים, מה שמניע את החוקרים לשפר את יכולת המערכת להבחין בין אובייקטים והסביבה שסביבם.

מהניסויים להכנה מסחרית

הפרויקט עדיין בשלב הפיתוח, ונשארו בפני החוקרים אתגרים הקשורים לחוסן של תחנות החיבור, אוטונומיה מלאה, תקשורת, שמירה על המסלול והכיוון, בנוסף להורדת עלות.

הצוות רואה שהאירועים שכוונו לקווי צינורות וכבלים של תקשורת וחשמל העלו את הצורך בפתרונות פשוטים יותר ורחבים יותר למעקב אחרי התחתית של הים. אין עדיין מערכת מסחרית מוכנה לפעולה מתמדת מבלי פיקוח, אך החוקרים רואים שהניסויים הראו את הפוטנציאל של הרעיון ליישום ולחזרה. ייתכן שעם הזמן יאפשרו המערכות הללו ביצוע בדיקות חוזרות בעלות נמוכה יותר, יחד עם הפחתת התלות בספינות, והקלה על חשיפת העובדים לסיכונים בים, בנוסף להאצת גילוי תקלות או נזקים שעלולים לפגוע בקווי הצינורות, הכבלים והמתקנים מתחת למים.