0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

自主式水下机器人的未来是什么?

IEEE电气电子工程师 来源:IEEE电气电子工程师学会 作者:IEEE电气电子工程师 2020-10-13 14:04 次阅读

自动水下航行器(Autonomous underwater vehicles,AUV)在维护和观察我们的海洋、河流和湖泊方面发挥着宝贵的作用,以确保我们最宝贵的自然资源的安全,并为那些在我们最大的水体深处执行重要任务的潜水员提供援助。

我们采访了三位IEEE高级会员,分别是Roberto Petroccia,Fausto Ferreira 和Gabriele Ferri,他们也是IEEE海洋工程学会(Oceanic Engineering Society,OES)的会员。他们目前在位于意大利拉斯佩齐亚的北约科学技术组织海洋研究与实验中心工作。

Ferri说:“水下机器人可以长时间工作而不会感到疲劳,而且可以到达潜水员不无法企及的深度。”潜水员通常可以在60米以下作业,在更高深度作业时需要使用特殊气体和工具。此外,他们在如此高的深度所花费的时间是相当有限的。然而,海底的深度要深得多(高达11000米),许多设施都低于潜水员的作业深度,例如石油钻井平台或通信管道。

基本上,与人类潜水员和研究人员相比,车辆和传感器能够在更大的区域、更深的地方以更快的速度覆盖和收集数据。此外,Ferreira说,部署一批远程和长续航AUV能够在不影响海洋生物的情况下收集环境测量数据。

Petroccia说:“新一代的这些系统可以增加监测的时空尺度,并提供持续性和同步性(同时在不同地点进行测量)。这对于了解海洋状况和跟踪正在发生的现象(如漏油或藻华)至关重要。”

这种重要的研究只有通过使用水下机器人才能实现,因为水面舰艇和海洋观测站只能在一个点上收集测量数据。

为了通过被动的数据收集来促进他们的可持续性努力,创造水下机器人的技术人员经常从大自然中汲取他们的创造性设计。Petroccia说:“许多设计模仿海洋生物,比如水母或鱼,从大自然中汲取灵感,可以优化航行效率。其他形状,如章鱼,已成为一种灵感来源,以支持那些能够在不破坏海洋生态系统的情况下工作的机械手,例如在珊瑚礁或监测蛤蜊时。”、

One of the CMRE AUVs, deployed from the NRV Alliance ship, before diving to perform a monitoring mission.photo courtesy of CMRE

水下机器人是如何工作的?

当我们想到自主技术时,首先想到的往往是在高速公路上行驶的车辆。虽然有些技术类似于汽车,但由于机器人必须在水中忍受恶劣的环境,AUV必须有一个复杂的系统。

“全球导航卫星系统(Global navigation satellite system,GNSS)在[水下]是不可用的”,Ferreira说。“这使得水下机器人的自我定位具有挑战性,并且仍然是研究界的一个公开问题。多普勒速度测井可以测量机器人相对于海底的速度,但这仅限于当机器人从海底航行的高度不是太高的时候。”

AUV与自动驾驶汽车的另一个不同之处在于,由于缺氧,汽油或柴油发动机不能水下工作。Ferri解释说,这一挑战实际上促使技术专家转向更清洁的推进技术,“例如,与典型的锂电池相比,燃料电池可以提高续航能力。”

技术人员还面临着水下有效通信和传感的挑战,可靠的解决办法是利用水下声学。Petroccia说:“声学通信使我们能够远距离(长达数十公里)交换数据,但数据速率很低(通常每秒几百位或每秒高达几千位),传播延迟也很长。” 这与地面无线网络的经验截然不同,需要设计新的通信解决方案和网络协议。这就决定了水下机器人需要变得越来越自主来完成任务,因为无法保证与飞行员的直接可靠联系。”

水下机器人帮助我们的海洋保持清洁和无泄漏

油气工业正开始利用水下航行器监测、检查、维护甚至干预的技术和优势,以减少我们海洋中的化学品和石油泄漏问题。

Ferri说:“已经提出了几种解决方案,允许水下机器人在海底管道上自主跟踪,从而检查管道的厚度和状态,并检测可能的油气泄漏。不仅如此,人们对部署能够检查、维护和维修所需设备的常驻水下系统的兴趣也日益增长。”

AUV和海洋机器人也能在石油清理过程中提供帮助。Ferreira说:“石油往往会随着时间的推移而沉没。AUV可以跟踪羽流,研究现象并定位泄漏源。例如,有一次考察使用了新技术和最新的生物地球化学技术,对从深水地平线延伸出来的地下石油羽流(2010年发生在墨西哥湾的大规模事故)进行了描述。”

自主式水下机器人的未来是什么?

IEEE OES赞助了自90年代以来每两年召开一次的自主水下航行器研讨会(Autonomous Underwater Vehicle Symposium),讨论了AUV的未来,并表彰了该行业中那些在我们的海洋中有所作为的成功人士。会议甚至还为学生们提供了一个低成本AUV的概念设计竞赛,以激发年轻一代的创新想法。

不过,AUV2020今年的情况会有所不同。会议将于9月30日至10月2日举行,由于COVID-19对大型集会的限制,会议将远程召开。

会议将讨论从如何使用机器学习来估计AUV损失的风险,到如何将先进的采样设备集成到自主车辆中。这三位IEEE高级会员计划在AUV2020分享一篇关于EUMarineRobots(EUMR)的论文,并期待着了解机器学习和人工智能支持在AUV操作中的应用以及AUV在极地地区的使用。

原文标题:自动水下航行器如何保护海洋(和潜水员)

文章出处:【微信公众号:IEEE电气电子工程师学会】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

责任编辑:haq

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 机器人
    +关注

    关注

    211

    文章

    28390

    浏览量

    206959
  • AUV
    AUV
    +关注

    关注

    0

    文章

    11

    浏览量

    10878
  • 自动驾驶
    +关注

    关注

    784

    文章

    13787

    浏览量

    166408
  • 水下航行器
    +关注

    关注

    0

    文章

    15

    浏览量

    8644

原文标题:自动水下航行器如何保护海洋(和潜水员)

文章出处:【微信号:IEEE_China,微信公众号:IEEE电气电子工程师】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    【「具身智能机器人系统」阅读体验】+初品的体验

    解决许多技术的和非技术的挑战,如提高智能体的自主性、处理复杂环境互动的能力及确保行为的伦理和安全性。 未来的研究需要将视觉、语音和其他传感技术与机器人技术相结合,以探索更加先进的知识表示和记忆模块,利用强化学习进一步优化决策过程
    发表于 12-20 19:17

    《具身智能机器人系统》第1-6章阅读心得之具身智能机器人系统背景知识与基础模块

    智能机器人的历史与未来”中,布鲁克斯的观点给我带来深刻启发。他在20世纪80年代提出的观点至今仍具参考价值:智能行为源于实际的物理互动,而非单纯依靠预设算法。这打破了传统AI仅关注算法优化的局限,将
    发表于 12-19 22:26

    我国首台公里级水下敷缆机器人完成测试

    作业能力。它不仅能够搜寻目标位置,还能够挖沟并敷埋电缆,实现了“搜寻-挖沟-敷埋”一体化作业。尤为值得一提的是,该机器人的作业速度高达1000米/小时,大大提高了水下电缆敷设的效率。 此次研制的成功,标志着我国在水下机器人
    的头像 发表于 12-19 13:47 175次阅读

    FCB-EV9520L,水下机器人应对光线变化的利器

    在深邃的海洋之中,对于错综复杂的地形结构、起伏跌宕的海浪、行踪飘忽不定的生物、明暗交织、光线变幻莫测甚至几乎无光的复杂水下环境,索尼FCB-EV9520L高清机芯模组,就如同为水下机器人赋予了“智慧之眼”,以高清、稳定的视觉画面,引领我们跨越界限,窥探深海的奥秘。
    的头像 发表于 12-10 11:09 84次阅读

    高压放大器在水下扑翼软体机器人研究中的应用

    实验名称:水下扑翼软体机器人的实验平台搭建 实验目的: 良好的运动性能是水下软体机器人的基本功能要求。而实验是检验设计是否合理、实验样机是否达到功能要求的重要手段。为了验证设计的可行性
    的头像 发表于 12-04 13:51 99次阅读
    高压放大器在<b class='flag-5'>水下</b>扑翼软体<b class='flag-5'>机器人</b>研究中的应用

    【书籍评测活动NO.51】具身智能机器人系统 | 了解AI的下一个浪潮!

    早就听大佬们说,具身智能是人工智能的下一波浪潮,也是AI未来的趋势! 最近,具身智能的概念更是炙手可热,备受瞩目! 不论是这几天稚晖君开源人形机器人全套图纸+代码,引发圈内热议。 还是各类具身智能
    发表于 11-11 10:20

    在用机器人未来机器人并行推进的权重关系

    在用机器人未来机器人并行推进的权重关系
    的头像 发表于 08-01 08:14 489次阅读
    在用<b class='flag-5'>机器人</b>与<b class='flag-5'>未来</b><b class='flag-5'>机器人</b>并行推进的权重关系

    凯茉锐电子 SONYFCB-EV7100模组在水下机器人中的创新应用

    在浩瀚无垠的深蓝世界中,每一次探索都充满了未知与挑战。为了揭开海底的神秘面纱,科学家们和工程师们不断研发出先进的技术装备,其中,深圳市凯茉锐电子科技有限公司SONY FCB-EV7100模组作为水下机器人
    的头像 发表于 07-30 11:29 274次阅读
    凯茉锐电子 SONYFCB-EV7100模组在<b class='flag-5'>水下机器人</b>中的创新应用

    其利天下技术·搭载无刷电机的扫地机器人的前景如何?

    随着人工智能和物联网技术的不断进步,扫地机器人的智能化程度也在不断提高。现代扫地机器人已经可以通过智能识别、规划路径和自主避障等技术,实现更为精准的清洁。它们可以根据家居环境自动调整清洁策略,如识别
    发表于 05-05 15:03

    未来之声 | 人形机器人说话篇:无声!

    随着一个个有关人形机器人的“核弹”新闻的出现,机器人技术肉眼可见地快速发展。或许,与人们预想的“像一样说话”不同,未来人形
    的头像 发表于 04-13 08:00 278次阅读
    <b class='flag-5'>未来</b>之声 | 人形<b class='flag-5'>机器人</b>说话篇:无声!

    自主移动机器人(AMR)功能和特点

    复合机器人是一种集成了移动机器人、协作机器人机器视觉等多项功能的新型机器人。它的开发目的是为了解决工厂物流中最后一米的问题,提供智能搬运解
    的头像 发表于 02-28 15:05 2070次阅读
    <b class='flag-5'>自主</b>移动<b class='flag-5'>机器人</b>(AMR)功能和特点

    鳍源全球首创QY-MT智测系统:引领水下机器人迈向AI无损测量新时代

    QY-MT鳍源智测系统 近期,鳍源科技正式发布全新QY-MT智测系统,这是鳍源自主研发的AI水下智能精准测量系统,凭借鳍源FIFISH 水下机器人的AI视觉算法、AR水下测量矩阵等强大
    的头像 发表于 02-02 09:12 390次阅读

    新技术让水下机器人拥有“触觉”

    科研小组巧妙运用了磁弹性效应,结合人造皮肤这种柔软防水材质,完成了触感刺激到电磁场变化,再到电信号的转化流程,使得机器人得以实现触觉感知。
    的头像 发表于 01-09 13:50 547次阅读

    5个问题,洞悉自主移动机器人未来发展方向

    随着科技的日新月异,人类与机器人的互动将愈发频繁。从早晨在本地咖啡店里,协作机器人(cobot)为顾客精心冲泡咖啡,到在仓库中,自主移动机器人(AMR)自由穿梭各处拣选包裹。协作
    的头像 发表于 01-09 08:30 683次阅读
    5个问题,洞悉<b class='flag-5'>自主</b>移动<b class='flag-5'>机器人</b><b class='flag-5'>未来</b>发展方向

    自主移动机器人未来发展方向

    随着科技的日新月异,人类与机器人的互动将愈发频繁。从早晨在本地咖啡店里,协作机器人 (cobot) 为顾客精心冲泡咖啡,到在仓库中,自主移动机器人 (AMR) 自由穿梭各处拣选包裹。协
    的头像 发表于 01-04 09:34 833次阅读
    <b class='flag-5'>自主</b>移动<b class='flag-5'>机器人</b>的<b class='flag-5'>未来</b>发展方向