Roboty podwodne AUV

Autonomiczny pojazd podwodny (Autonomous Underwater Vehicle - AUV) to robot poruszający się i pracujący pod wodą, wyposażony w systemy umożliwiające mu samodzielne poruszanie się w środowisku wodnym bez ingerencji człowieka. Urządzenia te zwane także bezzałogowymi pojazdami podwodnymi (ang. Unmanned Underwater Vehicles UUV) są napędzane bateriami lub ogniwami paliwowymi i mogą pracować na głębokościach do 6000 m . Stosowanie coraz bardziej zaawansowanych technologii napędu i zasilania systematycznie zwiększa wytrzymałość zrobotyzowanych łodzi podwodnych, zarówno pod względem czasu pracy, jak i pokonywanych odległości.

Prawdziwie autonomiczne pojazdy podwodne AUV potrafią samodzielnie poruszać się, nawigować, radzić sobie podczas nieprzewidzianych sytuacji i wykonywać powierzone misje bez jakiejkolwiek ingerencji człowieka.

Jedne z pierwszych pojazdów AUV zostały opracowane przez inżynierów z amerykańskiego Massachusetts Institute of Technology w latach 70 dwudziestego wieku. Jedno z takich urządzeń jest pokazane na wystawie Hart Nautical Gallery na Massachusetts Institute of Technology. W tym samym czasie nad pojazdami AUV pracowano również w Związku Radzieckim (wówczas były to tajne badania).

Autonomiczne pojazdy podwodne AUV nie powinny być mylone z pojazdami podwodnymi ROV (Remotly Operated Vehicles), które są sterowane i zasilane z powierzchni wody.

Pojazdy AUV są wykorzystywane w morskim przemyśle paliwowym do sporządzania szczegółowych map podłoża morskiego lub oceanicznego, potrzebnych do budowy podwodnej infrastruktury. Szczegółowe mapy sporządzone dzięki zrobotyzowanym łodziom podwodnym pozwalają firmom wydobywczym na instalację rur i podwodnych struktur w najbardziej efektowny sposób, z minimalnym wpływem na środowisko naturalne. Pojazdy AUV mają także zastosowania wojskowe - służą do przeszukiwania dna morskiego w celu znalezienia min. Z kolei naukowcy i badacze wykorzystują zrobotyzowane łodzie podwodne do badania podwodnego środowiska oceanicznego i morskiego (w tym wraki statków). AUV są także wykorzystywane do inspekcji tam wodnych.

fot. US Navy Office

Urządzenia AUV są bogato wyposażone w szereg różnego rodzaju czujników, m.in. kompasy, czujniki głębokości, skanery i sonary, magnetometry, termistory, próbniki przewodności i wiele innych.

Większość pojazdów AUV współpracuje z jednostkami pływającymi na powierzchni wody, wspomagających nawigację. Istnieją także maszyny nie wymagające nadzoru, zdolne do pracy pod wodą przez tygodnie a nawet miesiące - zarówno w zamkniętych zbiornikach wodnych, jak i otwartych przestrzeniach oceanicznych, okresowo przesyłając drogą satelitarną zebrane dane.

Jednym z systemów nawigacji pojazdów AUV jest wykorzystanie sieci latarni akustycznych (system nawigacji Long Base Line - LBL ). Kiedy dostępny jest punkt odniesienia, taki jak np. statek wspomagający, uruchamiany jest system pozycjonowania, szacujący położenie pojazdu podwodnego z wykorzystaniem systemów akustycznych, względem tego punktu odniesienia (pozycja punktu odniesienia ustalana jest przy zastosowaniu nawigacji satelitarnej GPS). W przypadku gdy AUV działa całkowicie autonomicznie, pobiera on dane o swojej pozycji bezpośrednio z systemu GPS (z pominięciem punktu odniesienia).

Do precyzyjnego manewrowania pojazdami AUV wykorzystywany jest wbudowany system nawigacyjny, mierzący prędkość i przyspieszenie maszyny z jednoczesnym określaniem pozycji pionowej (dzięki użyciu czujników ciśnienia). Informacje te, po odpowiednim przetworzeniu i przefiltrowaniu pozwalają określić ostateczny system nawigacji.

Większość obecnie stosowanych maszyn AUV jest zasilana bateriami wielokrotnego ładowania (baterie litowo - jonowe, litowo - polimerowe, niklowe i inne). Niektóre pojazdy są zasilane bateriami galwanicznymi. Są także pojazdy AUV zasilane ogniwami paliwowymi.

źródło: wikipedia.com, US Navy Office, mbari.org, Forsvarets forskningsinstitutt, Autonomous Undersea Systems Institute

Producenci pojazdów AUV i RUV

Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) - ośrodek rozwojowy systemów AUV

Forsvarets forskningsinstitutt - ośrodek rozwojowy systemów AUV

Autonomous Undersea Systems Institute

Artykuł - "Wielki test robotów podwodnych - katastrofa na platformie Deepwater Horizon"

Artykuł - "Robotyka podwodna po największym wycieku ropy w historii"