Новое исследование, проведенное инженерами из Эдинбургского университета, показало, что подводные роботы, способные предсказывать волны в режиме реального времени, могут снизить затраты на производство морской возобновляемой энергии.
До сих пор непредсказуемый характер волн, из–за которых машинам трудно сохранять устойчивость и выполнять точные движения, ограничивал использование роботов при обслуживании морских платформ. Однако новая технология, позволяющая роботам стабильно работать в условиях неспокойного моря, может удешевить, ускорить и обезопасить обслуживание морских ветряных электростанций и приливных турбин.
Размещение автономных роботов в открытом море для выполнения планового технического обслуживания позволит снизить затраты на производство возобновляемой энергии, которые обычно намного выше, чем при использовании ископаемого топлива. Это также могло бы упростить операции, в которых в настоящее время могут участвовать корабли и вертолеты или подъемное оборудование из воды, и избавить людей от необходимости работать в опасных условиях.
Инженеры из Эдинбургского университета разработали новые вычислительные и экспериментальные инструменты, позволяющие автономным роботам сохранять устойчивое положение среди нерегулярных волн. Исследователи опробовали свою систему в университетском испытательном центре FLOWave, используя данные о волнах, полученные с помощью буя в Северном море, чтобы имитировать условия, в которых могут работать роботы.
Устройства для обнаружения волн прикреплены к морскому дну и измеряют направление и высоту набегающих волн, передавая информацию в режиме реального времени роботу, работающему поблизости. Это позволяет беспилотной машине предупреждать сложные будущие колебания в воде, точно отражая их для поддержания стабильного положения.
Результаты показывают, что система совместима с роботами, работающими вблизи поверхности, и с роботами, работающими на больших глубинах, где колебания все еще могут ощущаться сильно.
По словам команды, новая технология улучшает традиционные системы управления, которые работают корректирующим образом. Они склонны медленно реагировать на быстро меняющиеся возмущения океана, что делает их гораздо менее надежными в таких опасных условиях.
“Основным ограничением в настоящее время является способность роботов эффективно воспринимать нарушения окружающей среды и противодействовать им, что в корне ограничивает использование небольших подводных аппаратов в настоящее время”, — сказал доктор Кайл Уокер, который разработал эту работу в рамках своей докторской диссертации в Эдинбургском университете. “Формируя прогноз будущих волновых возмущений и интегрируя его в систему управления, мы можем расширить этот диапазон практически без изменений в аппаратном обеспечении робота. С точки зрения применения этой технологии в полевых условиях, это является огромным преимуществом и делает нашу систему применимой к большинству автомобилей, представленных в настоящее время на рынке”.
Будущие исследования направлены на улучшение способности автономных машин выполнять точные задачи, такие как использование роботизированных манипуляторов для обнаружения ржавчины или ремонта электрооборудования, удерживая устойчивое положение в воде.
Исследование, опубликованное в International Journal of Robotics Research, получило финансирование от Исследовательского совета по инженерным и физическим наукам.
Эта работа была продолжением завершенного проекта ORCA Hub, инициативы по поддержке перехода к зеленой энергетике, возглавляемой Университетом Хериот-Ватт и Эдинбургским университетом
“Расширение использования автономных роботов для обслуживания морских установок, работающих на возобновляемых источниках энергии, может оказать преобразующее воздействие на снижение затрат на производство экологически чистой энергии”, — добавил доктор Франческо Джорджио-Серки из инженерной школы Эдинбургского университета, который руководил исследованием. “Дальнейшее развитие этой технологии может помочь добиться значительных изменений в использовании беспилотных роботов в море и значительно повысить степень автоматизации в морском секторе”.
Для получения дополнительной информации:
Эдинбургский университет
