10 فوریه 2023 -توسط موسسه تحقیقاتی آکواریوم مونتری بی
مهندس مکانیک برت هابسون – محقق اصلی و مدیر پروژه تیم AUV دوربرد MBARI – یک LRAUV کلاس Tethys را قبل از پرتاب از ساحل مجاور تاسیسات تحقیقاتی MBARI بررسی می کند. اعتبار: Tom O’Reilly © 2022 MBARI
اقیانوس بیش از 70 درصد از سطح سیاره را پوشش می دهد و اعماق گسترده آن نشان دهنده بزرگترین فضای زندگی روی زمین است. برای درک محیط عظیم دریایی، دانشمندان به ابزارهای تحقیقاتی نیاز دارند که بتوانند به محلهای دور سفر کنند. کشتی‌های تحقیقاتی بستری حیاتی برای کاوش اقیانوس فراهم می‌کنند. اما رفتن به دریا با یک کشتی تحقیقاتی به منابع قابل توجهی نیاز دارد. موسسات باید روی ناوگان و خدمه خود سرمایه گذاری کنند یا به کشتی های مشترک تکیه کنند، جایی که تقاضا بسیار بیشتر از ظرفیت است.
ربات های خودران برای آینده علم و اکتشاف اقیانوس ها ضروری هستند. مهندسان MBARI در حال توسعه ربات های علمی اقیانوسی هستند که مستقل از کشتی ها کار می کنند. وسیله نقلیه خودمختار دوربرد MBARI (LRAUV) یک ربات هوشمند است که می تواند از سواحل، اسکله ها و قایق های کوچک برای انجام ماموریت های پیچیده به تنهایی برای هفته ها تا ماه ها مستقر شود.
LRAUV حدود دو متر (6.6 فوت) طول و 110 کیلوگرم (242.5 پوند) وزن دارد. طراحی شده از ابتدا توسط مهندسان MBARI، بدون کنترل مستقیم از ساحل در آب حرکت می کند. اطلاعات مربوط به خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی محیط اطراف خود را جمع آوری می کند. MBARI ناوگانی متشکل از هشت فروند LRAUV دارد. هر کدام یک محموله منحصر به فرد برای نمونه برداری از آب، آنالیز میکروبی، آکوستیک یا تصویربرداری را حمل می کنند.
از همان ابتدا، مهندسان LRAUV را طوری طراحی کردند که بدون کشتی میزبان کار کند. با این حال، استقرار اولیه هنوز به قایق های کوچک برای پرتاب وسیله نقلیه نیاز داشت. در سال 2017 بود که اولین عملیات کاملاً بدون کشتی در طی همکاری با اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA) با استفاده از LRAUV برای نظارت بر شکوفه‌های جلبک‌های سمی آغاز شد. از آن زمان، MBARI به طور معمول LRAUV ها را از سواحل و اسکله ها در امتداد سواحل کالیفرنیا و دریاچه های بزرگ راه اندازی کرده است.
در دسامبر 2022، مهندسان MBARI اولین استقرار LRAUV را از ساحل خارج از تأسیسات تحقیقاتی MBARI در ماس لندینگ، کالیفرنیا اجرا کردند.
این تیم، ربات را با چرخی به سمت ساحل بر روی یک گاری بادوام مجهز به لاستیک های تمام زمینی برای مانور آسان روی شن و ماسه، هدایت کردند. مهندس مکانیک برت هابسون و مهندس نرم‌افزار برایان کیفت لباس‌های مرطوب به تن کردند و LRAUV را به آرامی در آب غلتاندند، در حالی که مهندس نرم‌افزار تام اوریلی مراقب ساحل بود. پس از شناور شدن در موج‌سواری، هابسون و کیفت ربات را از چرخ دستی‌اش باز کردند و وسیله نقلیه را رها کردند تا یک ماموریت کوتاه را به دریا انجام دهند. پس از اتمام ماموریت خود، LRAUV به هابسون و کیفت بازگشت که پس از آن دوباره وسیله نقلیه را روی گاری خود محکم کردند و در امواج متلاشی کننده آن را به ساحل رساندند.
پرتاب و بازیابی LRAUV از ساحل به جای کشتی، کشتی های تحقیقاتی را برای میزبانی از سفرهای پیچیده ای که برای آنها مناسب تر هستند آزاد می کند. عملیات بدون کشتی چابک تر و همچنین برای محیط زیست بهتر است. فناوری هایی که می توانند از ساحل به کار گرفته شوند ردپای کربن کمتری دارند. زمانی که LRAUV با باتری کار می‌کند، ابزاری بدون آلایندگی است. ایستگاه اتصال جدید ما وسایل نقلیه را با انرژی برداشت شده از خورشید شارژ می کند. تیم LRAUV همچنین در حال کار برای عملیات بدون کربن در آینده نزدیک است.
به طور اساسی، استقرار بدون کشتی به گسترش دسترسی به اقیانوس کمک می کند. همه مؤسسات تحقیقاتی به کشتی دسترسی ندارند. حتی اگر این کار را انجام دهند، راه اندازی آن پلتفرم ها گران است. اقیانوس با موج فزاینده ای از تهدیدها مواجه است و بسیج کردن طیف گسترده ای از تلاش های علمی و مهندسی برای اکتشاف اقیانوس بیش از هر زمان دیگری ضروری است. کاهش موانع دسترسی به اقیانوس بسیار مهم است.
درک فرآیندهای فیزیکی و بیولوژیکی پیچیده ای که اکوسیستم های دریایی و در نهایت رفاه انسان را حفظ می کنند، نیازمند سیستم های رصد قوی است. سیستم های خودمختار ما قادر به نظارت مداوم بر سلامت اقیانوس ها در زمان واقعی هستند. مهندسان MBARI آینده‌ای را تصور می‌کنند که در آن روبات‌های خودمختار مستقل از کشتی‌ها و تکنسین‌ها، ۲۴ ساعت شبانه‌روز و ۳۶۵ روز در سال کار کنند. توانایی پرتاب و بازیابی LRAUV از کشتی یا ساحل به پشتیبانی از این دیدگاه جسورانه برای اکتشاف مستقل کمک می کند.
