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Responsable: nouveau sous-marin robot capable de convertir forme adulte en 30 secondes, de la mission en mer profonde au contrôle manuel complet.
Chili choses 17 Février nouvelles, quelques mois « IEEE Spectrum » rédacteur Evan Ackerman est venu à la NASA pour le pool de formation des astronautes, un robot sous-marin pour voir Aquanaut Houston Mécatronique fabriqué, il peut être qualifiée en forme humaine de l'eau.
apparence aquanaute est orange vif, ressemble à un des sous-marins miniatures. Semble de l'extérieur, et un autre robot sous-marin sans pilote est pas différent, mais il est équipé d'un capteur interne pour les téléphones mobiles et les données pour la propulsion vers l'avant.
Aquanaute représente un nouveau design, ses créateurs l'entreprise Houston Mécatronique espère être en mesure de changer complètement la robotique sous-marine Aquanaut.
Tout d'abord, le processus de déformation robots sous-marins similaires Transformateurs
forme humaine Aquanaut du procédé est comme le film « Transformers » dans la scène, tels que la partie supérieure de la coque robot de monte, lancé deux grands bras des deux côtés, une tête pleine de capteur en forme de coin est mis en rotation en place, en quelques secondes, la transition est terminée. A cette époque, sinon sous-marin lisse est devenu un robot semi-humanoïde, prêt à commencer à travailler.
Evan Ackerman est entré dans la piscine, flottant dans une sensation d'apesanteur, centre de contrôle de mission ne peut communiquer avec lui à travers les écouteurs. Non loin de là où il pratiquait avec deux astronautes sortie dans l'espace, mais il n'a pas eu l'énergie pour visiter le cours de formation de l'espace, le but principal de sa visite est de voir le robot sous-marin Aquanaut.
véhicules sous-marins sans pilote conventionnels se répartissent généralement en deux catégories, dans la torpille consistant en une tâche de mesure à distance flottante submersible, et un navire de soutien et un carré sous contrôle à distance des machines fonctionnent. Houston Mécatronique espérant ces deux modes sont combinés en un robot, qui est une tentative audacieuse sans précédent.
Aquanaute est conçu principalement pour fournir des services d'entretien pour l'équipement pétrolier et gazier en mer, ces dispositifs doivent posséder et exploiter ces installations les entreprises dépensent beaucoup d'argent pour inspecter et de les entretenir. Dans les environnements extrêmes dans le fond de l'océan, ils comptent sur la robotique depuis des décennies n'a jamais été un changement fondamental.
75 employés Houston Mécatronique, il y a plus de 24 ans qui a travaillé pour la NASA, l'éclatement de la créativité dans des environnements extrêmes qu'ils sont bons. Nic Radford, co-fondateur et directeur de la technologie de Houston Mécatronique avait engagé dans le projet de robotique avancé depuis 14 ans au Johnson Space Center de la NASA à Houston. Il a dit: « Entrer dans l'espace plus difficile que sous l'eau, l'espace est un environnement vierge, mais les choses sous l'eau est très dynamique, je ne peux pas concluante dans les robots sous-marins qui travaillent dans l'espace que dure 10 fois ou 50 fois ".
Aquanaute peut être conçu dans un robot semi-humanoïde capable d'effectuer une des tâches opérationnelles complexes pour la conception de longue distance souple de croisière d'un sous-marin. Voici comment le robot change:
1. Le mode sous-marin Aquanaut pour simplifier l'accès aux fonds marins en milieu de travail.
2. Une fois que le robot est arrivé sur la scène, la coque supérieure se lèvera, exposant deux énormes bras et une tête en forme de coin.
3. La tête de la caméra stéréo porte, capteur 3D et des systèmes de sonar, mis en rotation en place.
4. Développez son puissant bras de robot, avec le capteur de force et la mâchoire de serrage.
Depuis 2014, Houston Mécatronique établi, Nic Radford et l'autre co-fondateur Matt Ondler et Reg Berka a recueilli plus de 23 millions $ dans le capital-risque.
Deux, la réparation Aquanaut appareil de commande à distance en profondeur
Nous avons vu et entendu la plupart des travaux sur l'industrie pétrolière et gazière en mer se fait sur la plate-forme, les opérations de forage sous-marins de la mer sur la plate-forme. Toute la plate-forme de processus est la plupart évidente, mais le fond de la mer dispose également d'une grande infrastructure complexe.
Nic Radford a déclaré: « Le robot dans des endroits éloignés, de sorte qu'ils font un travail utile dans l'environnement hostile des données, le plus approprié pour la grande question: le travail en mer. »
Le sous-marin ensemble tête de puits d'un couvercle en métal, pour commander l'écoulement d'hydrocarbures à la surface. Ces structures couvertes de tuyaux, vannes, collecteurs et instruments, il y a environ quatre étages, communément appelé « arbre de Noël. »
Afin d'effectuer l'entretien de routine sur la tête de puits, ou le changement de la sortie bien, la vanne doit être activée sur certains de « l'arbre », et dans les puits en eau profonde de 300 m ou moins, les plongeurs ne peuvent pas fonctionner normalement, la seule façon est d'utiliser un sumergibles robot.
Pendant des décennies, mis en place un programme de travail sur le pétrole en eau profonde et a été envoyé véhicule télécommandé sous-marin (ROV) sur le site de puits. Cependant, en plus d'envoyer ROV lui-même, vous devez également envoyer un navire transportant un personnel bien formés en tant que base d'opérations des navires de soutien ROV, le petit ROV ou pas besoin d'autonomie pour obtenir le fonctionnement de puissance et de contrôle de l'eau par le personnel, ce le travail est très cher, de dépenser des dizaines de milliers à des centaines de milliers de dollars chaque jour.
Plan Houston Mechatronics est de réduire la demande de contrôle de l'eau sous-marine robots, ne Aquanaut pas besoin d'un câble ou d'un navire de soutien. Il ira à sa destination en mode sous-marin en haute mer, où il sera transformé en forme humaine à bras ouverts au travail. Aquanaut chaque bras sont équipés de capteurs de couple, et comporte huit axes de mouvement, similaire à un bras humain.
Il sous-marin rotatif « arbre de Noël » vannes sur le bras mécanique Aquanaut, des outils de maintenance spécialisés peut être utilisé même à l'intérieur du robot portant le compartiment de charge utile.
Aquanaute remplirai supervisé par un opérateur humain, mais ne contrôle pas directement des tâches. Une fois la tâche terminée, le robot retourne automatiquement. Nic Radford a déclaré que cette approche permettra Aquanaut, les coûts d'exploitation sont inférieurs à la ROV actuelle une plus grande vitesse de déploiement. Il a estimé que le coût peut être beaucoup moins de la moitié du prix du marché des entreprises traditionnelles.
Après de nombreuses itérations de conception, Aquanaut finalement né, mais avant d'entrer réellement le travail sous-marin, il a besoin de se prouver dans des conditions plus contrôlées, mais aussi la première pratique ce moyen la piscine de Aquanaut « NASA ".
Neutral Buoyancy Laboratory de la NASA (NBL) peut accueillir 23,5 millions de litres, une profondeur maximale de 12 mètres, assez pour accueillir la plupart de la station spatiale internationale modèle grandeur nature. À la fin de Mars 2019, Houston Mechatronics a été partiellement repris la NBL, pour tester la Aquanaut.
10 m sous l'eau, Ackerman Evan portant deux réservoir d'azote, l'eau dans le robot de suivi. Jusqu'à présent, Aquanaut a été réalisé avec succès huit jours d'essais, le seul problème est le bras en cas d'échec de communication, mais Houston Mechatronics est pas inquiet, ils savent faire Aquanaut peuvent obtenir de véritables normes de travail, il y a beaucoup de travail à faire.
Trois, l'application Aquanaut face à trois problèmes majeurs
La technologie sous-marine pionnier Chuck Richards dire, bas prix du pétrole au cours des dernières années de baisse des bénéfices, ce qui conduit à une concurrence accrue entre les compagnies pétrolières, afin de promouvoir l'adoption de nouvelles technologies. Chuck Richards Company à Houston CA Richards & Associates pour fournir de l'équipement pour des dizaines d'entreprises sous-marines, y compris la société Houston Mécatronique.
Aquanaut avantages majeurs dans son fonctionnement classique ROV libre. Houston Mécatronique doit répondre à plusieurs questions clés afin d'atteindre sa fonction.
La première est de laisser le robot pour atteindre le site en l'absence de navires de soutien en mer à grande échelle de l'affaire. le mode ROV converti automatiquement en Aquanaut en mode sous-marin peut parcourir plus de 200 kilomètres, destination, cachés à l'intérieur de la coque poussoir supplémentaire peut le rendre plus manoeuvrable.
processus de déformation du robot est un autre défi majeur, mais aussi un Houston interne Mechatronics a fait l'objet d'un débat. ingénieur en chef de aquanaute Sandeep Yayathi croire que les avantages beaucoup plus difficile de construire aquanaute la complexité apporté, ils ont finalement décidé de traverser de nombreuses difficultés pour compléter la conception aquanaute.
Afin d'être en mesure Aquanaut change considérablement sa forme de telle sorte que le robot est équipé de quatre sur mesure linéaire actionneur, le corps supérieur et inférieur de se séparer du robot. moteur supplémentaire, mais aussi très personnalisé, installé dans un boîtier étanche à l'eau, le bras d'entraînement et la tête. Dans puissance véhicule électrique Aquanaut utilise une utilisation similaire d'une batterie au lithium-ion. Pour terminer la conversion d'un robot sous-marin ne prend que 30 secondes.
Peut-être que ces défis ne sont pas que la conception Aquanaut des systèmes de contrôle si important. caméras traditionnelles ROV a de multiples transmission vidéo en temps réel, l'opérateur humain peut manipuler le robot en temps réel.
Procédé de communication Aquanaut unique est réalisée par un régulateur modulateur acoustique, bien que la technologie a évolué sous-marin gamme de plusieurs dizaines de kilomètres, mais une latence élevée et un fond ayant une largeur de bande inconvénient que seulement quelques milliers de transmission la plus rapide octets par seconde. Plan de Houston Mécatronique repose petits navires de surface sans pilote comme une station de relais entre les satellites de robots et de communication afin de contrôler partout Aquanaut.
Houston Plan Mécatronique Aquanaut avancé de contrôle de surveillance, la prise de décision sera confiée au plus jeune à l'ordinateur de bord du robot. Ces ordinateurs exécutant le système d'exploitation de robot (ERO), qui est une plate-forme logicielle populaire pour la recherche et le robot commercial. Robot utilisant l'ensemble tête de capteur, comprenant une caméra stéréo, structuré capteur de lumière et des systèmes sonar, pour construire un rendu 3D détaillé l'environnement. Aquanaut La sous-partie fortement comprimé est transmis à l'opérateur, afin de les faire correspondre avec le modèle de structure classique.
L'opérateur alors une simple commande, tel que « la vanne pivote de 90 degrés vers la droite à ces coordonnées. » Robot autonome décidera de saisir la valve et la quantité de force est appliquée lors de la mise, et renvoyer confirmation pour compléter la tâche. L'opérateur est toujours en commande des actions du robot, mais ne pas besoin de faire fonctionner manuellement le robot ne nécessite pas la transmission vidéo en temps réel de haute bande passante.
Quatre, Aquanaut aura jusqu'à 3000 mètres de version amplifiée mer profonde
Houston Mécatronique plan à long terme est la capacité de Aquanaut en tant que service à vendre, l'utilisation ou la distribution dans les zones côtières de la mer du Nord, la Californie petite flotte de robots, les compagnies pétrolières et gazières tout simplement nécessaire pour compléter la tâche assignée, Houston Mécatronique organisera la plus proche robot pour le manipuler.
Nic Radford a déclaré: « L'opération d'un seul besoin ROV traditionnelles sur sept personnes, nous pensons que nous pouvons, à son tour, une personne peut utiliser sept Aquanaut »
Matthew A. professeur Franchek de génie mécanique et directeur de l'Université internationale d'ingénierie de Houston des fonds marins, a déclaré que le risque en raison des connexions à faible bande passante et l'opérateur ne fonctionne que par intermittence dans une boucle, de sorte que le problème peut être plus élevé. Il a dit: « Aquanaut a une forte incertitude, je crains l'échec pendant le fonctionnement, ce qui peut avoir de graves conséquences environnementales et les aspects financiers de cette technologie, bien que passionnant, mais ils ont besoin de prouver qu'il peut jouer. effet ".
La version actuelle de Aquanaut principalement une plate-forme de démonstration et de test conçu pour la conception de l'eau relativement peu profonde, la profondeur maximale de fonctionnement de 300 mètres. Bien que cette version des opérations commerciales peut être effectuée dans de nombreuses régions du monde, mais Houston Mechatronics a conçu une des centaines de voyages de kilomètres et peut atteindre une version plus grande de la profondeur de 3000 mètres, il peut fournir des services dans le golfe du Mexique et d'autres régions.
Conclusion: robots sous-marins ou plus de travail non commercial sera complété
La seule Explorons opérations commerciales Houston Mécatronique pour la Aquanaut n'a pas. A la fin de 2018, l'Agence de défense des États-Unis Advanced Research Projects a annoncé un programme appelé pêcheur à la ligne visant à « développer un système sous-marin autonome, sous-marin peut naviguer et manipuler des objets physiques. » Agence américaine de défense Advanced Research Projects dans un communiqué publié attacher un robot sous-marin simplifié avec une image de deux bras, le concept de l'entreprise Houston Mechatronics est une bonne occasion.
Aquanaute ont été testés pour la prochaine NBL prêt. Il est la première fois des présentations en eau libre peut être dans les exercices techniques de la Marine tenue à Rhode Island en Août. Nic Radford, dans le travail audacieux et novateur est son intérêt, ils se révéleront d'une façon meilleure, plus rentable pour les travaux de sous-marin complet.
Origine de: IEEE Spectrum
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