ЕНИСЕЙСКАЯ АРКТИКА

Hекоммерческая междисциплинарная научно-образовательная платформа

ПОДВОДНАЯ РОБОТОТЕХНИКА

НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ОРГАНИЗАЦИИ

Институт проблем морских технологий ДВО РАН http://www.imtp.febras.ru/

Исследование и разработка необитаемых подводных робототехнических систем и комплексовhttp://www.imtp.febras.ru/podvodnaya-robototexnika.html

История становления и развития подводной робототехники насчитывает более 40 лет. За этот сравнительно небольшой период произошли большие изменения в средствах и методах организации, создания и применения подводных робототехнических систем и их комплексов. Существуют три типа необитаемых пподводных аппаратов (НПА): буксируемые (towed), телеуправляемые привязные (cable controlled, tethered) и автономные (autonomous).

Буксируемые НПА (БНПА) используются для обследования больших площадей при поиске затонувших объектов, а также для производства различного рода океанографических измерений. Они оснащаются поисковой аппаратурой, измерителями физических и химических параметров водной среды. С буксирующим судном аппараты связаны трос-кабелем, по которому осуществляется передача электроэнергии и информации. С увеличением глубины погружения и удлинением трос-кабеля значительно возрастают трудности в эксплуатации комплекса «судно–аппарат», увеличиваются массо-габаритные характеристики судового оборудования. Последнее, в конечном счете, приводит к увеличению водоизмещения судна-буксировщика, стоимости его эксплуатации. Однако буксируемые системы отличаются большей оперативностью в получении информации, что имеет существенное значение при производстве поисковых работ.

Телеуправляемые привязные НПА (ТНПА) являются, как правило, рабочими аппаратами, предназначенными для подъема затонувших объектов, выполнения разнообразных рабочих действий под водой. Они могут применяться также для обследования объектов и локальных районов дна. ТНПА оснащаются различными исполнительными устройствами в зависимости от характера работ. Наиболее распространенные и универсальные органы – манипуляторы, выполняющие двигательные функции рук человека. Фототелевизионные установки обеспечивают обследование объектов, рельефа дна, документирование ситуаций и контроль работы манипуляторов. Для наведения ТНПА на объект работы используются, как правило, гидроакустические станции. Аппаратам данного типа присущи достаточно высокая маневренность и ограниченный радиус действия. В последующие годы применение оптоволоконных кабелей позволило значительно расширить рабочие функции ТНПА, в особенности при выполнении осмотровых работ и инспекции различных подводных сооружений.

Разработка научных основ и технологий автоматизированного исследования океанической среды http://www.imtp.febras.ru/metody-issledovaniya-okeana.html

Проблемы автоматизации океанографических исследований были и остаются актуальными в связи с расширением масштабов исследовательских работ и появлением новых задач по освоению Океана. Для решения данных проблем эффективно используются автономные измерительные платформы, основу которых составляют робототехнические системы, способные функционировать в сложной подводной среде.   

В настоящее время область применений АНПА и сответствующих им задач по автоматизации подводных исследований включает в себя как «традиционные», так и новые направления  и развивающиеся технологии различного назначения:

-обзорно-поисковые работы, включая поиск и обследование затонувших объектов, инспекцию подводных сооружений и коммуникаций;

-развертывание широкомасштабных долговременных систем наблюдения и мониторинга морских акваторий, рельефа дна, геологических образований, биологических объектов и гидрофизических полей;

-геологическую разведку, включая топографическую, фототелевизионную осъемку морского дна, акустическое профилирование и картографирование рельефа;

-патрулирование морских акваторий, освещение подводной обстановки и другие задачи по охране подводных территорий.

Исторически наибольшее практическое значение имели обзорно-поисковые задачи. Первоначально их суть заключалась в обеспечении эхолокационной и фотографической съемки дна по площади с целью поиска и обнаружения затонувших объектов, а также в проведении различных физических измерений по характерным маршрутам и профилям. В последующем обзорно-поисковые задачи усложнились, благодаря включению в них функций обследовательского характера. Специализация аппаратов на решении подобных задач привела к появлению отдельного класса обзорно-поисковых и обследовательских аппаратов.

Современные АНПА способны выполнять довольно разнообразные обзорно-поисковые и обследовательские работы: съемку дна по площади, поиск и обследование затонувших объектов и искусственных сооружений, геологоразведку и картографирование дна.

ИНФОРМАЦИОННАЯ ЛЕНТА

Сеть для Мирового океана. Подводная робототехника берет под контроль морские глубины
https://rg.ru/2019/06/24/v-podvodnoj-robototehnike-rossii-malo-ravnyh.html

Глобальная космическая сеть телекоммуникационных, навигационных, метеорологических и исследовательских спутников стала для нас естественной. Такая сеть создается и в океанских просторах.

Согласно стратегической концепции США “Морская мощь-21” необитаемые подводные аппараты должны стать основным инструментом и главным звеном в реализации концепции сетецентрических войн по всей акватории Мирового океана – на его поверхности и в глубине.

Как считают в Пентагоне – на основе открытых публикаций – АНПА (автономные необитаемые подводные аппараты) различных типов будут постоянно барражировать под водой, собирать всю информацию, а затем передавать ее на надводные командные пункты или непосредственно командирам своих подводных лодок. Также они станут своего рода подвижными центрами различных телекоммуникаций, гарантируя устойчивую связь над водой и под водой. Предполагается, что эти аппараты будут подключены к космической спутниковой системе, то есть станут способны передавать и получать информацию фактически в глобальном масштабе.

Спасти затонувшее судно. Особенности состязаний подводных роботов в Иннополисе http://edurobots.ru/2019/06/water-inno/

В рамках олимпиад ВРО и Innopolis Open прошли соревнования «Водные ИРС». Как прошли состязания в этом году? «Занимательная робототехника» поговорила с участниками и судьей.

Всего в соревнованиях «Водные ИРС» принимали участие 7 команд, которым было предложено выполнить 9 заданий. Возраст участников от 14 до 18 лет.

Главный судья водной категории Максим Гриневский рассказал о сути задания в этом году:

“— Здесь имитация разбившегося судна, которое участники должны обследовать и определить, какой оно страны. До этого роботы проплывают через импровизированную пробоину, затем по специальным линиям они определяют, какой флаг, проходят в люк к отсеку, выплывают и активируют с помощью магнита на роботе специальный буй. Он размагничивается и всплывает. После этого проходят к квадрату и измеряют его. Для квалификации достаточно проплыть через пробоину.”

Задание робот должен выполнить в автономном режиме.

Большинство участников собирали роботов из специализированного конструктора MUR или его комплектующих. Две команды использовали модифицированные версии таких роботов. Команда из Владивостока использовала экспериментальный образец нового набора подводного робота MiddleAUV. Были и уникальные самодельные подводные аппараты.

Алина и Настя из Красноярска в подобных соревнованиях принимают участие во второй раз. Впервые с подводной робототехникой они столкнулись на региональном этапе ВРО в родном городе, где заняли 1 место.

В России разрабатывают инновационный роботизированный подводный комплекс

https://news.rambler.ru/scitech/42129475/?utm_content=news_media&utm_medium=read_more&utm_source=copylink

Институт океанологии имени Ширшова РАН и российская компания “Подводная робототехника” разрабатывают подводный роботизированный комплекс, состоящий из беспилотного судна и робота, которым можно управлять через интернет, рассказали РИА Новости ученые и разработчики нового поколения подводных роботов.
Инновационный комплекс предполагает несколько возможных режимов работы, помимо интернет-соединения, в том числе, через радиоканал в пределах радиовидимости и спутниковую связь. От выбранного механизма будет зависеть предельное расстояние между оператором и комплексом, рассказали разработчики.

“Существуют телеуправляемые комплексы – оператор сидит на лодке или на берегу и управляет по кабелю роботом, есть надводные безэкипажные суда, которые перемещаются самостоятельно по заданной траектории. Здесь все соединено. Комплекс может находиться где угодно, по команде оператора по радиоканалу или через спутник подводный аппарат спускается в воду, человек, находясь в режиме удаленного доступа в любой точке земного шара, может проводить подводные съемки и обследования”, – рассказал РИА Новости замдиректора компании-разработчика Евгений Шерстов. По его словам, в мире таких еще комплексов еще нет.

Разработанный “Подводной робототехникой” комплекс состоит из надводной и подводной части: это беспилотный катамаран с гидроакустическими приборами и соединенный с ним кабелем длиной до 300 метров робот-дрон, оборудованный фотовидеокамерой и рядом датчиков, получивший название “Гном”.

“Получили одобрение рабочей группы “Маринет”, будем подавать заявку в Фонд Бортника (Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере – ред.) на финансирование для проведения НИОКР. Действующий макет сделали. Применяться (комплекс может – ред.) при осмотре озер, заливов, где нет сильного волнения, может проводить съемку дна и искать, к примеру, затонувшие машины на Байкале, провалившиеся под лед”, – рассказал РИА Новости заведующий отделом подводной робототехники Института океанологии Борис Розман.Безэкипажное судно проводит гидролокационную съемку дна, затем интересные места, которые были найдены с помощью гидролокации, могут быть дополнительно исследованы и идентифицированы при помощи спускаемого на кабеле дрона. Технология применима, в том числе для подводной археологии, а также для осмотра подводной части судов, буровых установок. Доставляться к месту поисков комплексы могут как с судов, так и с берега, система дистанционной коммуникации связывает комплекс и станцию управления. “(Потенциальные – ред.) заказчики – научные институты, поисково-спасательные службы, МЧС, военные. Интерес есть, переговоры вели, многим это нравится, но надо (готовый продукт – ред.) показать”, – заключил Розман.


Робототехники ДВФУ и ДВО РАН заняли второе место на чемпионате RoboSub-2019 в Сан-Диего
https://www.dvfu.ru/news/fefu-news/robotics_fefu_and_feb_ras_took_second_place_in_the_championship_robosub_2019_in_san_diego/

Сборная Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Института проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) заняла второе место на ХХII международных соревнованиях среди автономных подводных аппаратов RoboSub-2019. Турнир проходил с 29 июля по 4 августа в Сан-Диего (США) и собрал рекордное количество участников — за победу боролись 56 команд ведущих технических вузов мира.

Под руководством аспиранта ИПМТ ДВО РАН Григория Елисеенко на RoboSub-2019 отправились студенты ДВФУ Иван Чемезов и Вадим Сабуров из Инженерной школы и Алексей Щуров, Никита Утин, Андрей Махлярчук из Школы цифровой экономики. Конкуренцию им составили сборные вузов Бразилии, Египта, Индии, Канады, Китая, Норвегии, Польши, Пуэрто-Рико, Сингапура, Соединенных Штатов Америки, Таиланда, Турции, Японии. Всего в соревнованиях принимали участие 56 команд, что является рекордным количеством за всю историю RoboSub.

В условиях жесткой конкуренции сборная ДВФУ и ДВО РАН уверенно прошла отборочные этапы и успешно выступила в финале, опередив сильнейших и опытных соперников, уступив победу лишь Харбинскому инженерному университету. При выполнении заданной миссии автономный необитаемый подводный аппарат Pandora продемонстрировал все свои возможности. Новейшее программное обеспечение позволяет ему распознавать отдельные предметы при помощи глаз-видеокамер, перевозить грузы, поднимать и сбрасывать их в определенном месте. Напомним, в марте этого года робот Pandora принес разработчикам победу в открытом Чемпионате Азии в Сингапуре, где россияне соперничали с 35 командами.

Отметим, что в Сан-Диего за Россию выступала еще одна команда из Владивостока, представляющая Центр развития робототехники. Успешно пройдя отборочные этапы, в финале она заняла 10-е место.

Что касается сборной ДВФУ и ДВО РАН, то в этот раз на RoboSub ей удалось повторить успех двухлетней давности, когда робот «Юниор» позволил подняться на вторую ступень пьедестала. Ранее наивысшим результатом команды было третье место в 2013 году.

Добавим, что подводная робототехника является одним из приоритетных направлений развития ДВФУ, что в партнерства с Дальневосточным отделением РАН позволяет реализовывать масштабные проекты по изучению ресурсов Мирового океана. В области подводной робототехники университет обладает международным авторитетом, который подтверждают успешные выступления студентов и аспирантов на соревнованиях мирового уровня.

Пресс-служба ДВФУ, press@dvfu.ru

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ БЛОК

Введение в подводную робототехнику

УНИВЕРСАРИУМ https://universarium.org/course/407

Представленный курс предназначен для ознакомления слушателей с основными объектами и системами подводной робототехники, наиболее важными задачами в данной области, а также для обсуждения примеров их практического использования. С одной стороны будут обсуждены научные проблемы и методы их решения, а с другой стороны будут показаны конкрентые современные необитаемые подводные аппараты и рассмотрена работа входящих в них систем при выполнении реальных практических задач.

Развитие подводной техники и информационных технологий за прошедшие несколько десятков лет привело к созданию новых технических средств, в числе которых важное место занимают автономные необитаемые подводные аппараты. Подводные аппараты оснащены источником энергии, бортовой системой управления,  движительно-рулевой системой и средствами для ввода программы-задания и считывания результатов измерений. Индустрия АНПА охватывает немногим более 30 лет. За это время необитаемые аппараты прошли путь от ненадежных прототипов, разрабатываемых для исследовательских и военных целей, до необходимых каждодневных инструментов, без которых развитие многих направлений подводной промышленности, включая добычу нефти и газа, было бы затруднительно.

Диапазон применений АНПА широк: от выполнения обзорно-поисковых операций на больших площадях вблизи морского дна до высокоточного инспектирования трубопроводов и обследования водозаполненных тоннелей. Военные ведомства проводят исследования с целью разработки АНПА для совершения длительных интеллектуальных подводных миссий, связанных с проведением разведывательных операций и обеспечением безопасности заданных объектов, выполнением противоминных операций. В настоящее время накоплен обширный опыт по разработке и использованию АНПА, сформировалось представление о том, как целесообразно с их помощью решать те или иные задачи. Всем этим вопросам, а также международным студенческим соревнованиям в области подводной робототехники посвящен данный курс.

Модули и структура курса

1. Необитаемые подводные аппараты (НПА) и области их использования / 4 лекции

2. Автономные необитаемые подводные аппараты: структура и основные системы / 5 лекций

3. Информационно-измерительный комплекс АНПА / 4 лекции

4. Международные студенческие соревнования среди необитаемых подводных аппаратов / 5 лекций

ВИДЕО-МАТЕРИАЛЫ