;
Кейсы 2 декабря 2021

Отследить вражескую лодку или слиться с косяком тунца. Как работают подводные роботы

Далее

В воде не работает GPS, не ловит радиосвязь, и почти все способы организовать передачу данных основаны на акустике. При этом инженеры смогли разработать подводных роботов, чтобы картографировать дно, искать мины и даже патрулировать морские базы. «Хайтек» разбирается, зачем и каким образом создают подводных роботов и как они понимают, куда им плыть.

Охраняют особо секретные объекты, исследуют состояние кораллов и становятся частью стаи кальмаров — все это могут делать подводные роботы.

Зачем нужны подводные роботы?

  • Военная сфера

С помощью подводных беспилотников разные государства могут контролировать свои морские границы и даже получить преимущество в потенциальном противостоянии. Они могут проводить разведку, обнаруживать, сопровождать корабли и также ретранслировать сигналы.

  • Научная сфера

Подводные роботы и дроны могут фотографировать и записывать на видео морских обитателей, а также передавать другие параметры окружающей среды, например, выполнять геодезическую и исследовательскую работу.

Еще инженеры создают роботов в виде морских животных, например, тунца, чтобы они могли находиться в одной среде с реальными морскими обитателями. Ученые разработали робота-тунца, который способен управлять движением косяков рыб в случае экологической катастрофы. Также он позволит проводить экологический мониторинг, управлять биоресурсами и сопровождать конкретные объекты под водой.

Подводные роботы и дроны могут фотографировать и записывать на видео морских обитателей, а также передавать другие параметры окружающей среды, например, выполнять геодезическую и исследовательскую работу.
  • Поиск кладов

Подводные роботы умеют находить клады. Процесс поиска с помощью такого устройства был показан в фильме Republica. В нем рассказывалось об операции по подъему золотого запаса, утерянного во время гражданской войны в Америке. Для поиска использовали дронов, передвигающихся под водой.

Какие бывают подводные роботы?

Если речь идет о военной технике, то это самостоятельные аппараты с командным пунктом на суше. Обычно они небольшого веса — от 1,7 кг. Если робот имеет массу от 1,4 т до 10 т, то он уже классифицируется как крупногабаритный. Но ограничение по весу — это не основная характеристика. Например, в США разработали аппарат Orca весом 50 т. Он может плавать под водой несколько недель или месяцев.

Аналогичная разработка есть и в Китае. Речь идет об аппаратах HSU-001. Технические характеристики власти не раскрывают. Судя по внешнему виду, у устройства есть сдвоенные винты, они улучшают крейсерское движение. Предположительно, HSU-001 был создан, чтобы совершать длительные патрули. Двигатель находится в корпусе — благодаря такой конструкции передвигаться можно в любом направлении, даже вбок.

Есть концепции роботов, которые сделаны по образу морских существ, то есть, помимо обтекаемости, инженеры учитывают еще и индивидуальные особенности живого организма. Так появился робот-кальмар — он может плавать и двигаться, создавая струи воды. Устройство оснащено собственным источником энергии и может нести датчик, например, камеру для подводных исследований.

Также есть обычные роботы с ИИ. Например, компания Spectrum Offshore представила подводные лодки, которые могут выполнять геодезическую и исследовательскую работу в глубинах океана без контроля со стороны человека. Устройство самостоятельно отбирает данные, которые могут быть полезны для ученых, и удаляет то, что уже известно.

В чем сложность создать подводного робота?

Трудностей достаточно много, например, связь. Из-за воды радиоволны искажаются, то же самое происходит и с другими беспроводными сигналами. А значит, быть на связи с аппаратом и контролировать его местоположение по видеотрансляции не всегда получается. Поэтому вся передача данных организована на основе акустики либо кабеля, в редких случаях — при помощи света.

Чтобы обойти проблему, используют акустические системы позиционирования. Например, на аппарате могут разместить пингер, который время от времени издает специальный сигнал. Эти позывные пеленгуют, определяют дистанцию. Потом, по углу прихода сигнала и дистанции можно вычислить расположение аппарата.

Также подводных роботов и дронов могут выловить с помощью рыбацких сетей. Например, в январе 2020 года рыбаки из Хорватии достали часть подводной сенсорной системы ВМС США. Также подобные устройства регулярно находят в Китае.

A что разрабатывают в России?

Да, работа в этом направлении идет. Ученые из Дальневосточного федерального университета заявили, что в 2022 году начнутся испытания полностью автономного подводного робота. Он сможет выполнять задачи в условиях неопределенности. Система будет работать так, что робот станет плавно приближаться к объекту, фиксировать его и проводить необходимые манипуляции с ним.

Также среди военной техники у России есть «Посейдон» — устройство может нести ядерное оружие мощностью до 2 мегатонн. Его скорость 200 км/ч, рабочая глубина — 1 км.

В Университете Иннополис проходят состязания подводных роботов. Большинство участников собирают роботов из специализированного конструктора MUR или его комплектующих.


Подводная техника по большей части развивается в военном секторе — такие аппараты все еще сложно создавать, поэтому страны соперничают в мощи и эффективности своих разработок. Прогресс есть и в научной сфере — все идет к тому, что все научные работы под водой и на большой глубине будет осуществлять работы, а исследователи только аккумулируют информацию и сделают выводы.

Читать далее

Ученые восстановили лицо женщины бронзового века, которую похоронили с драгоценностями

Появился электрод, похожий на мягкое мороженое. В нем дешево хранить зеленую энергию

Лекарство против ВИЧ, которое пробуждает скрытую инфекцию, скоро испытают на людях