تحت سطح البحر للتكنولوجيا "مسيرة التصغير"

NotiloPlus 'Seasam AUV تعمل في جميع أنحاء العالم. الصورة من NotiloPlus.

تم استخدام مودم Hydromea's LUMA لنقل البيانات من نظام AMS + الخاص بـ Ashtead. صورة من Hydromea.

تم استخدام مودم LUMA لنقل البيانات الدورانية عبر ROV إلى السطح ، للمساعدة في عمليات رافعة تحت البحر. صورة من Hydromea.

أوليفر سكيسلاند من Water Linked يتحدث في حدث مظاهرة Tau. تصوير إلين ماسلين.

وقد تم اختبار Birdview الطائرات بدون طيار قبالة سفن الصيد في النرويج. صور من عرض الطيور.

Birdview's غمس مفهوم السونار. صورة من أولاف بروسيت.

Previous Next

تسير كتيبة متنامية من الأنظمة الصغيرة المدمجة في عالم ما تحت سطح البحر ، مما يجعلها مساحة أكبر لدخول المزيد منها إلى حد ما. تقارير إلين ماسلين.

تزداد أعداد السيارات الصغيرة التي يتم تشغيلها عن بُعد (ROVs) والمركبات الأصغر التي تعمل ذاتيا والتي تعمل تحت الماء (AUVs) من حيث العدد وتقود بدورها التقنيات الأصغر التي تدعمها. والنتيجة هي وجود عدد قليل من الأطفال الجدد على الكتلة وما يمكن أن نسميه مسيرة صغرى من التصغير.

وهي تمتد من الشركات المصنعة للسيارات إلى صناع نظام الاستشعار الصوتية والضوئية. حضر عدد من هؤلاء حدثًا توضيحيًا ركز على أنظمة غير مأهولة في الفضاء الخارجي ، نظمته Equinor النرويجية ، في Tau ، بالقرب من Stavanger ، في أكتوبر 2019.

NotiloPlus
بدايةً من مصنعي السيارات ، كانت شركة NotiloPlus ، وهي شركة فرنسية ناشئة ، تأسست عام 2016 ، وتنتج ROV صغيرة ولكنها ذكية.

يزن Seasam بوزن 9 كجم وهو الحلقة المفقودة بين ROV الصغيرة والمدمجة ولكن ROVs الأكبر والمليئة بالعدة التي تكلف الكثير. يقول نيكولاس جامبيني ، المؤسس والمدير التنفيذي لشركة مارسيليا ومقرها في مرسيليا ، إن شركة NotiloPlus تمكّن سيارة صغيرة تتمتع بالكثير من الذكاء من خلال القوة الحاسوبية. يقول: "يتيح لك التعلم الآلي والبرمجيات القيام بالمواقع والاستشعار". "لتحديد المواقع ، تحتاج إلى استخدام الكثير من الأجهزة ، لكننا أردنا أن يكون هذا رخيصًا قدر الإمكان. لذلك ، وبأقل من سعر مستشعر تحديد المواقع المتطور ، لدينا نظام يستخدم مستشعرات أرخص ، ثم يدمجها ويستخدم الخوارزميات لتكبير البيانات بحيث تكون قريبة من معظم أجهزة الاستشعار المثالية.

"هذا يعني أنه [مع Seasam] يمكننا استخدام أجهزة استشعار صوتية بسيطة لتحديد المواقع وكاميرا لرؤية الكمبيوتر. تعني رؤية الكمبيوتر أنه في إطار ما تراه الطائرة بدون طيار ، يمكنها تحديد نقطة اهتمام ولمسها ، إذا كان ذلك مطلوبًا. "يمكن إما ربط السيارة ، إذا كنت تريد ملاحظات مباشرة ، وغير مربوطة. "كما يمكن أن توفر غواصًا يتمتع بالحكم الذاتي بشكل كامل بعد فحص أو سد أو بدن السفينة. بالنسبة لسفينة صغيرة ، يبلغ طولها 10 أمتار ، فإنها لا تحتاج حتى إلى خريطة ، بل يمكنها تحديد الدفة في حد ذاتها ، وما إلى ذلك. بالنسبة للبدن الطويل ، يمكنك إخبارها بالشكل والطول وبعد ذلك تختار نمطها الخاص للتفتيش ".

تقوم الشركة ، التي تجري اختباراتها في ليون ، بشحن أنظمة Seasam منذ شهر مارس من هذا العام ، وهناك 300 شركة "موجودة الآن" ، من فرنسا إلى كوريا ، وتعمل في سوق الترفيه ، على سبيل المثال. مراكز الغواص ، وكذلك الصناعية ، وتفتيش البنية التحتية ، والعلوم. وتقول غامبيني إنها تستطيع حمل أدوات أو أدوات دفع أخرى ويمكن تكييفها. لدى الشركة أيضًا شراكة مع TechnipFMC ، والتي تتضمن العمل على أشياء مثل الإنتاج الصناعي للطائرة بدون طيار كيف تقدم عرضًا عالميًا. بالنظر إلى المستقبل ، يقول جامبيني إنه من المرجح أن تتجه الطائرات بدون طيار.

عرض الطيور
ليس كل العمليات تحت البحر يجب أن يتم بواسطة المركبات تحت البحر. هناك شركة ناشئة أخرى ، هي Birdview ، وهي تصميم طائرة بدون طيار يمكن أن تسقط أجهزة استشعار في الماء لجمع البيانات - أو أي شيء قد ترغب في القيام به مستشعر تحت البحر. تعمل الشركة التي تتخذ من أوسلو مقرًا لها بالفعل مع المعهد النرويجي للبحوث البحرية (IMR) في بيرغن لتوفير جهاز استشعار عن بعد للمصايد البحرية - أي طائرة بدون طيار تُطلق من سفينة صيد وتغمر سونارًا في الماء لمعرفة ما إذا كان هناك هي المياه الضحلة من الأسماك ، والتي يمكن بعد ذلك إبلاغ السفينة أين يجب أن تذهب.

يقول موهيب مالك ، مهندس مشروع في بيردفيو ، إن الشركة تستخدم طائرات جوية بدون طيار متاحة تجاريا ، ولكنها تقوم الآن بتطوير نظامها المعياري الخاص. يقول مالك: "الطائرات بدون طيار المتاحة اليوم تعد كبيرة بالنسبة للرحلات الجوية البرية ، ولكن ليس للبيئات البحرية البحرية". "نحن نصمم تصميماً مقاومًا للماء ويمكن أن يطفو (في حالة التخلص من)." عندما تكون الرحلات الجوية التي تقوم بها حاليًا في حوالي 15-20 دقيقة ، فإن هدف الطائرة بدون طيار الخاصة بها هو ثلاث ساعات - ضمن نطاق 50 كم في من أجل الحفاظ على السيطرة / التواصل معها.

خلال حدث مظاهرة بدون طيار في تاو ، بالقرب من ستافنجر ، النرويج ، عرض Bird View أفكاره. (الصورة: بيرجر هارالدسيد)

على الرغم من أن الشركة تأسست في عام 2014 ، إلا أنها كانت نشطة فعليًا لمدة عام تقريبًا ، وفقًا لما يقوله مالك ، والذي يركز معظمه على قطاع الصيد. وقد شمل ذلك استخدام طائرة بلا طيار من طراز DJ1 ذات 6 شفرات تم إطلاقها من سفن الصيد التابعة لشركة IMR في الخارج ، حيث تعلم وشحذ الإقلاع والهبوط. هنا ، كان يستخدم أحد صديقي Simrad ، حيث تم إسقاطه في الماء على رافعة صغيرة من الطائرة بدون طيار ، للعثور على السمك. يجمع مؤسس الصدى البيانات التي تتم معالجتها بعد ذلك لإظهار أماكن الأسماك. يقول مالك إن النتائج كانت جيدة ، وتجنب القضايا التي يمكن أن تواجهها سفن الصيد مع ضجيج السفينة في الماء لأنها قادرة على غمر السونار بعيدًا عن السفينة. والخطوة التالية هي تحليلات الحافة - أي معالجة البيانات على الطائرة بدون طيار حتى يعرف الصياد أسرع أين توجد الأسماك.

ولكن ، يرى Birdview فرصًا أخرى ، بما في ذلك غمس مودم لجمع البيانات من أجهزة الاستشعار تحت الماء أو حتى توفير ارتباط اتصالات إلى ROVs للتحكم عن بعد أو المنصات المحمولة تحت الماء ، لذلك ليس عليهم البقاء داخل نطاق محور اتصالات.

إنه يعمل الآن على نظام مع نطاق واحد طوله 50 كم مع مهام شبه آلية بالكامل. يتمثل التحدي في نقل البيانات - عندما تكون بعيدة عن السفينة المضيفة أو شبكات الاتصالات ، يمكن إرسال بيانات أقل ، لذلك يجب أن تكون أنظمة اتصالات الطائرة بدون طيار قادرة على تقليل كمية القياس عن بُعد ، ولكن لا يزال لديها النطاق الترددي لاستقبال مهام جديدة ، دون توجيه مباشر. مراقبة.

تهدف الشركة إلى البدء في اختبار طائرتها بدون طيار المزروعة محليًا في غضون عام تقريبًا وتأخذها إلى السوق في غضون 18 شهرًا إلى عامين. تعمل Birdview أيضًا مع TechnipFMC.

ربط المياه
هذه الأنظمة تحتاج إلى مجسات وطفل جديد على الكتلة يقدم بعضًا منها. على مدار السنوات السبع الماضية ، طورت Water Linked ، ومقرها في تروندهايم ، النرويج ، أجهزة صغيرة للغاية لتحديد المواقع تحت سطح البحر وأجهزة مودم تحت الماء. يعتمد نظام تحديد المواقع تحت سطح البحر على نظام أساسي قصير مقلوب ، باستخدام أربعة أجهزة استقبال ومحدد موقع على كائن متنقل ، مثل السيارة. تم دمجها مع ROVS Blue Robotics mini منذ عام 2017.

إنها صغيرة لأن تركيز Water Linked كان على الحوسبة التي يمكنها ترقيم أجهزة الاستشعار ذات القدرة المنخفضة (أي الأصغر) للوصول إلى نفس النتائج ، وهي مجسات أكبر (أي أكثر تكلفة). وقد صممت الشركة أيضًا محولات الطاقة الخاصة بها ، ولكي تظل هزيلة ، فإنها تقوم بالتصدير الخارجي للتصنيع داخل النرويج.

يقول أوليفر سكيسلاند ، الرئيس التنفيذي لشركة Water Linked: "إننا نقوم بالأعداد الطاحنة لزيادة فرصة وضع موقف صحيح". "لا تأخذ الإجابة الأولى والأسهل كحقيقة ، إنها تقوم بالكثير من الحوسبة لزيادة إمكانية إعطاء الموضع الصحيح." تقوم Water Linked بذلك باستخدام صفائف بوابة قابلة للبرمجة عالية الأداء (FPGAs). يوضح Skisland: "تعد FPGAs أداة رائعة لأنه يمكنك برمجة هذه البرامج لتحسينها لمهمة محددة ، مقارنةً بجهاز كمبيوتر عام". "نحن نستخدم تقنية حديثة للغاية لإنشاء منتجات صغيرة وفعالة من حيث التكلفة وفعالة من حيث التكلفة. نحن نتبع نهجًا متكاملًا للغاية حيث تتم مناقشة حتى أصغر المكونات بالتفصيل قبل السماح بها في لوحاتنا ".

محدد موقع المياه. (الصورة: المياه المرتبطة)

القوة هي مفاضلة. يعمل نظام تحديد المواقع Water Linked على بعد 100 متر ، مع امتداد يصل إلى 200 متر في عام 2020. تعمل أجهزة المودم الخاصة به على بعد كيلومتر واحد ، كما يقول Skisland. يعني المزيد من القوة ، مما يعني المركبات الأكبر. ولكن ، هذا هو الأمثل للسوق الذي تستهدفه الشركة - ROVs المصغرة. المزيد والمزيد من الناس يستخدمون ROVs مصغرة لأنها أصبحت رخيصة بما فيه الكفاية. باستخدام أجهزة الاستشعار ، يمكنهم القيام بالمزيد معهم مثل الملاحة المتقدمة وتقديم الوثائق (بيانات الموقع) للقيام بأعمال المسح أو التفتيش أو تحديد مكان الغواصين بدقة ، كما يقول سكيسلاند. لذلك ، تمامًا مثل NotiloPlus ، تقول Water Linked إنها يمكن أن تقدم نظامًا كاملًا بنفس سعر جهاز استشعار واحد. يقول Skisland: "نحن نفتح سوقًا جديدًا ، نوفر لأداة mini-ROVs أداة جديدة للقيام بملاحة متقدمة لم يتم القيام بها من قبل".

في حدث Tau ، تم استخدام نظام تحديد المواقع Water Linked باعتباره "نظام تحديد المواقع تحت الماء" في اختبار الحرية AUV بمقياس الحرية 60٪ من Oceaneering's Freedom. هناك ، مع أربعة ما تسميه الشركة أجهزة الاستقبال في محطة الإرساء و "محدد الموقع" على المركبة ، قدمت دقة 1 سم لـ AUV لرسو السفن في محطة لرسو السفن تحت سطح البحر. سينظر السيناريو الأمثل للسيارة ومحطة الإرساء لكل منهما أربعة أجهزة استقبال ومحدد موقع. "وبعد ذلك ، ستعرف محطة الإرساء عن جميع AUVs القريبة وستعرف جميع AUVs مكان وجود جميع محطات الإرساء. يقول Skisland: "يمكن لرسو السفن أن تنفذ بسهولة نوعًا من" نظام الهبوط "كما تجد في المطارات حيث يمكنها معرفة أي من AUV كان في طور الانتظار لرسو السفن وأي من AUVs كان عليها الانتظار". من خلال أجهزة المودم Water Linked ، يمكن نقل الصور من مسافة 10 أمتار لإعطاء طياري المركبات رؤية لما يجري ، كما يقول.

التالي في قائمة نتائج الشركة هو سجل سرعة دوبلر الصغير للغاية (DVL) لمساعدة ROVs الصغيرة أو AUVs في شغل منصب للتفتيش أو التدخل في العمل. من المقرر أن يتم إطلاقه في أوائل عام 2020. تم تصنيف العمق إلى 300 متر ، ومن المقرر أن يكون الحد الأدنى للارتفاع هو 0.15 مترًا ، و 50 مترًا كحد أقصى للارتفاع من عامل الشكل الضيق البالغ 25 ملم و 55 ملم.

Hydromea
توفير رابط اتصالات بين المركبات أو الأصول هو طفل جديد على الكتلة - Hydromea. بدأ مؤسسا الشركة ، فيليكس شيل (CTO) وألكساندر باهار (COO) ، تصميم سرب من AUVs المصغرة في عام 2003. بعد أن ذهبوا في طريقهم المنفصلين - أحدهم للحصول على درجة الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الملاحة تحت الماء والآخر ل حاصل على درجة الدكتوراه في الاتصالات الشبكية تحت الماء في الجامعة الوطنية الأسترالية في كانبيرا ، أستراليا ، التقيا في مدرسة الفنون التطبيقية في لوزان (EPFL) في سويسرا حيث بدأوا العمل معًا مرة أخرى على AUVs المصغرة.

ولكن أثناء محاولة بنائها ، أدركوا أنهم لم يتمكنوا من العثور على ما يكفي من الدفاعات الصغيرة ، وبطاريات التحمل ، وأجهزة المودم الصوتية الصغيرة. بالإضافة إلى ذلك ، طلب منهم معهد ألفريد فيجنر (AWI) الألماني توسيع نطاق عملهم في مجال الاتصالات البصرية وتطوير وحدة قائمة بذاتها. يقول Igor Martin ، الرئيس التنفيذي للشركة ، إن LUMA 500ER توفر الآن معدل بيانات يبلغ 500 كيلو بايت (ألف بت في الثانية) بمعدل يصل إلى 70 مترًا على مخروط 120 درجة. لكنه يقول إنهم يعتقدون أنه يمكن توسيعها لتشمل ميغابت متعددة في الثانية على مسافات أكبر.

يقول مارتن: "الآن نرى أنه بينما تقوم بتصغير الأشياء ، تصبح أكثر بأسعار معقولة". يمنحك المرونة في التعديل التحديثي. انها محمولة وقابلة للتطوير. بدلاً من تكلف عشرات الآلاف ، إنه الآلاف ويفتح فرصًا مختلفة. مع أنظمة محمولة صغيرة من شركات مثل Water Linked و Hydromea ، يمكنك تمكين بيئة تتيح لك أجهزة مودم أو أدوات أو أنظمة استشعار غير مكلفة - توسيع نطاقها. "

كانت الشركة تعمل على برنامج تسريع TechX التابع لمركز النفط والغاز وشهدت تكنولوجيا الاتصالات البصرية التي تستخدمها شركة Rever Offshore و Ocean Installer و i-Tech 7 للقيام بمهام مثل نقل بيانات لفة / درجة / ياو من صناديق الدوران إلى مراقبة ROVs خلال مشاريع البناء تحت سطح البحر لإعطاء مشغلي الرافعات على سطح السفينة ، على سبيل المثال ، معلومات أسرع حول ما يحدث تحت سطح البحر.

مودم Hydromea's LUMA. (الصورة: Hydromea)

تم نشر مودم LUMA بواسطة Rever Offshore في موقع رأس البئر كجزء من نظام مراقبة Ashtead Technology المستقل (AMS +) أثناء مشروع حفر لشركة Total في بحر الشمال في وقت مبكر من عام 2019. ويمكن لـ ROV الحصول على بيانات من AMS + ، باستخدام LUMA ، 8M من فوهة البئر.

في وقت لاحق من عام 2019 ، استخدم رحلة علمية بمعهد ألفريد فيجنر ومعهد ماكس بلانك للميكروبيولوجيا البحرية على متن سفينة الأبحاث Sonne أجهزة مودم LUMA على جهاز ROV KIEL6000 من Geomar للتواصل مباشرة مع أجهزة تحت البحر ، وكذلك مع أجهزة مودم LUMA ، بعمق 4000 متر للمياه ، لضمان أجهزة الاستشعار الخاصة بهم كانت تعمل وإعادة تكوينها إذا لزم الأمر.

مع التقنيات التي تم بناؤها على مدار السنوات العشر الماضية ، بما في ذلك LUMA ، تحول Hydromea اهتمامها الآن إلى بناء طائرة بدون طيار تحت الماء شبه مصغر شبه مستقلة ، تسمى ExRay. تم تصميمه ليكون قادرًا على العمل داخل الأماكن الضيقة المليئة بالمياه ، مثل خزانات مياه الصابورة على متن السفن. الهدف من ذلك هو أن تكون قادرة على استخدام التعريب والتخطيط المتزامنين (SLAM) للتنقل في الخزانات واستخدام برنامج الفسيفساء لإنتاج خرائط حرارة ثلاثية الأبعاد للمناطق التي تحتاج إلى صيانة. من المقرر أن يتم إطلاق ExRay الأول في عام 2021.