Το 'March of Miniaturization' της Subsea Tech

Η Seasam AUV της NotiloPlus λειτουργεί σε όλο τον κόσμο. Φωτογραφία από το NotiloPlus.

Το μόντεμ LUMA της Hydromea χρησιμοποιήθηκε για τη μετάδοση δεδομένων από το σύστημα AMS + της Ashtead. Φωτογραφία από το Hydromea.

Το μόντεμ LUMA χρησιμοποιήθηκε για τη μετάδοση δεδομένων γυροσκοπίου μέσω ενός ROV στην επιφάνεια, για να βοηθήσει τις εργασίες υπογείων γερανών. Φωτογραφία από το Hydromea.

Ο Oliver Skisland από το Water Linked μιλώντας στην εκδήλωση επίδειξης Tau. Φωτογραφία από την Elaine Maslin.

Το Birdview δοκιμάζει τα αεροσκάφη του από αλιευτικά σκάφη στη Νορβηγία. Φωτογραφία από το Bird View.

Η ιδέα για το βυθισμένο σόναρ του Birdview. Φωτογραφία από τον Olav Bruset.

Previous Next

Ένα αυξανόμενο τάγμα μικρών, συμπαγών συστημάτων περνάει στον υποθαλάσσιο κόσμο, κάνοντας με τον τρόπο αυτό μεγαλύτερο χώρο για να εισέλθουν περισσότερο. Αναφέρει ο Elaine Maslin.

Τα μικρότερα οχήματα με τηλεχειρισμό (ROV) και τα μικρότερα αυτόνομα υποβρύχια οχήματα (AUV) αυξάνονται σε αριθμό και με τη σειρά τους οδηγούν τις μικρότερες τεχνολογίες που τις υποστηρίζουν. Το αποτέλεσμα είναι μερικά νέα παιδιά στο μπλοκ και αυτό που θα μπορούσατε να ονομάσετε μια ανερχόμενη πορεία μινιατούρας.

Εκτείνονται από τους κατασκευαστές οχημάτων σε κατασκευαστές συστημάτων ακουστικών και οπτικών αισθητήρων. Ορισμένοι από αυτούς συμμετείχαν σε εκδήλωση επίδειξης επικεντρωμένο σε μη επανδρωμένα συστήματα στον υπεράκτιο χώρο, το οποίο κατείχε ο Equinor της Νορβηγίας, στο Tau, κοντά στο Stavanger, τον Οκτώβριο του 2019.

NotiloPlus
Ξεκινώντας από τους κατασκευαστές οχημάτων, ένας ήταν το NotiloPlus, ένα γαλλικό ξεκίνημα, το οποίο ιδρύθηκε το 2016, που παράγει ένα μικρό αλλά έξυπνο ROV.

Το Seasam ζυγίζει σε 9 κιλά και είναι ο σύνδεσμος που λείπει ανάμεσα σε ένα μικρό και συμπαγές αλλά πιλοτικό ROV και μεγαλύτερο ROVs γεμάτο με κιτ που κοστίζει πολύ. Ο Nicolas Gambini, συνιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας που εδρεύει στη Μασσαλία, λέει ότι το NotiloPlus επιτρέπει σε ένα μικρό όχημα με πολλούς smarts μέσω υπολογιστικής ισχύος. "Η μηχανική μάθηση και το λογισμικό σας επιτρέπουν να κάνετε τοποθέτηση και ανίχνευση", λέει. "Για τη τοποθέτηση, πρέπει να χρησιμοποιήσετε πολλά υλικά, αλλά θέλαμε να είναι όσο το δυνατόν φθηνότερο. Έτσι, για λιγότερο από την τιμή ενός αισθητήρα θέσης υψηλής τεχνολογίας έχουμε ένα σύστημα που χρησιμοποιεί φτηνότερους αισθητήρες αλλά στη συνέχεια τους συγχωνεύει και χρησιμοποιεί αλγόριθμους για να μεγεθύνει τα δεδομένα έτσι ώστε να είναι κοντά στους πιο τέλειους αισθητήρες.

"Αυτό σημαίνει [με το Seasam] μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε απλούς ακουστικούς αισθητήρες για την τοποθέτηση και μια κάμερα για την όραση του υπολογιστή. Το όραμα του υπολογιστή σημαίνει ότι, στο πλαίσιο του τι βλέπει το μάχης, μπορεί να εντοπίσει ένα σημείο ενδιαφέροντος και να το αγγίξει, αν αυτό είναι απαραίτητο. "Το όχημα μπορεί είτε να είναι δεμένο, αν θέλετε ζωντανή ανατροφοδότηση, και ανοιχτό. "Επίσης, μπορεί να παρέχει πλήρως αυτόνομη παρακολούθηση δύτης ή επιθεώρηση σκάφους ή πλοίου. Για ένα μικρό πλοίο, για παράδειγμα μήκους 10 μ., Δεν χρειάζεται καν χάρτες, μπορεί από μόνο του να ταυτοποιήσει ένα πηδάλιο κλπ. Για ένα μακρύ κύτος, μπορείτε να του πείτε το σχήμα και το μήκος και στη συνέχεια να επιλέξει το δικό του πρότυπο για μια επιθεώρηση . "

Η επιχείρηση, η οποία πραγματοποιεί τις δοκιμές της στη Λυών, έχει μεταφέρει συστήματα Seasam από τον Μάρτιο του τρέχοντος έτους και 300 είναι τώρα "έξω εκεί", από τη Γαλλία στην Κορέα, που εργάζονται στην αγορά αναψυχής, π.χ. κέντρα δύτης, καθώς και βιομηχανικές, επιθεωρήσεις υποδομής και επιστήμης. Ο Gambini λέει ότι μπορεί να μεταφέρει άλλα φορτία ή εργαλεία και μπορεί να προσαρμοστεί. Η εταιρεία έχει επίσης μια συνεργασία με την TechnipFMC, η οποία συμπεριλαμβάνοντας εργασίες για πράγματα όπως η βιομηχανική παραγωγή του drone πώς να προσφέρει μια παγκόσμια προσφορά. Κοιτάζοντας το μέλλον, ο Gambini λέει ότι τα διασυνδεδεμένα αεροσκάφη είναι πιθανά εκεί που ο κλάδος θα πάει.

Birdview
Δεν πρέπει να γίνονται όλες οι υποθαλάσσιες επιχειρήσεις με υποθαλάσσια οχήματα. Μια άλλη εκκίνηση, το Birdview, σχεδιάζει ένα αεροσκάφος που μπορεί να βγάλει τους αισθητήρες μέσα στο νερό για να συλλέξει δεδομένα - ή ό, τι μπορεί να θέλετε να κάνει ένας αισθητήρας υποθαλάσσιου. Η εταιρεία που εδρεύει στο Όσλο έχει ήδη συνεργαστεί με το Ινστιτούτο Θαλάσσιας Έρευνας (IMR) της Νορβηγίας στο Μπέργκεν για να παράσχει έναν απομακρυσμένο αισθητήρα για την αλιεία ανοικτής θάλασσας - δηλαδή ένα κρουαζιερόπλοιο που ξεκινάει από ένα αλιευτικό σκάφος και βυθίζει ένα sonar στο νερό για να δει αν υπάρχει είναι κοπάδια ψαριών, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να ενημερώσουν το σκάφος όπου πρέπει να πάει.

Ο Mohibb Malik, μηχανικός έργου στο Birdview, λέει ότι η εταιρεία χρησιμοποιεί εμπορικά διαθέσιμα αεροσκάφη, αλλά τώρα αναπτύσσει το δικό της σύστημα αρθρωτών συστημάτων. "Τα αεροσκάφη που διατίθενται σήμερα είναι εξαιρετικά χρήσιμα για πτήσεις εδάφους, αλλά όχι για υπεράκτια θαλάσσια περιβάλλοντα", λέει ο Malik. "Κατασκευάζουμε ένα σχέδιο που είναι στεγανό και μπορεί να επιπλέει (σε περίπτωση βύθισης)." Όπου οι πτήσεις που κάνει αυτή τη στιγμή είναι περίπου 15-20 λεπτά, ο στόχος για το δικό του drone είναι τρεις ώρες - εντός εύρους 50km προκειμένου να διατηρηθεί ο έλεγχος / η επικοινωνία μαζί του.

Κατά τη διάρκεια μιας εκδήλωσης επίδειξης κραδασμών στο Tau, κοντά στο Stavanger της Νορβηγίας, το Bird View παρουσίασε τις ιδέες του. (Φωτογραφία: Birger Haraldseid)

Ενώ η εταιρεία ιδρύθηκε το 2014, είναι μόνο ενεργά για περίπου ένα χρόνο, λέει ο Malik, επικεντρώνεται κυρίως στον τομέα της αλιείας. Αυτό συνεπάγεται τη χρήση ενός DJ1 6-blade drone που έχει ξεκινήσει από τα αλιευτικά σκάφη IMR offshore, μαθαίνοντας και honing απογείωση και προσγείωση. Εδώ, χρησιμοποίησε ένα ηχόημα ηχούς Simrad, το οποίο έπεσε στο νερό σε ένα μικρό βαρούλκο από το τράβηγμα, για να βρει ψάρια. Ο ανιχνευτής ηχώ συλλέγει δεδομένα που στη συνέχεια επεξεργάζονται για να δείξουν πού βρίσκονται τα ψάρια. Και τα αποτελέσματα ήταν καλά, λέει ο Μαλίκ, αποφεύγοντας τα θέματα που τα αλιευτικά σκάφη μπορεί να έχουν με το σκάφος του θορύβου στο νερό επειδή είναι σε θέση να βουτήξει το ηχοεντοπιστή πιο μακριά από το σκάφος. Το επόμενο βήμα είναι η ανίχνευση άκρων - δηλαδή η επεξεργασία δεδομένων σχετικά με το drone, έτσι ώστε οι ψαράδες να γνωρίζουν πιο γρήγορα τα ψάρια.

Όμως, το Birdview βλέπει άλλες ευκαιρίες, όπως η εμβάπτιση ενός μόντεμ για τη συλλογή δεδομένων από υποβρύχιους αισθητήρες ή ακόμη και την παροχή συνδέσμου επικοινωνίας με ROVs τηλεχειρισμού ή με κινητές υποβρύχιες πλατφόρμες, ώστε να μην χρειάζεται να παραμείνουν στην εμβέλεια ενός κόμβου επικοινωνίας.

Αυτή τη στιγμή εργάζεται σε ένα σύστημα με ένα μόνο εύρος 50 χιλιομέτρων με ημιυπαίθριες και πλήρως αυτοματοποιημένες αποστολές. Μια πρόκληση είναι η μεταφορά δεδομένων - όταν απομακρυνθεί από το σκάφος υποδοχής ή τα δίκτυα επικοινωνιών, μπορούν να αποσταλούν λιγότερα δεδομένα, έτσι ώστε τα συστήματα επικοινωνίας του αεροσκάφους να είναι σε θέση να μειώσουν την τηλεμετρία, αλλά εξακολουθούν να έχουν το εύρος ζώνης για να λαμβάνουν νέες αποστολές, έλεγχος.

Η εταιρεία σκοπεύει να ξεκινήσει τη δοκιμή του σπιτιού της σε περίπου ένα χρόνο και να την αγοράσει σε περίπου 18 μήνες έως δύο χρόνια. Το Birdview συνεργάζεται επίσης με την TechnipFMC.

Σύνδεση με νερό
Αυτά τα συστήματα χρειάζονται αισθητήρες και ένα νέο παιδί στο μπλοκ προσφέρει κάποια από αυτά. Τα τελευταία επτά χρόνια, η Water Linked, με έδρα το Trondheim της Νορβηγίας, έχει αναπτύξει εξαιρετικά μικρές υποθαλάσσιες τοποθετήσεις και υποβρύχια μόντεμ. Το σύστημα εντοπισμού θέσης υποθαλάσσιας βάσης βασίζεται σε ένα σύστημα ανεστραμμένης σύντομης γραμμής βάσης, χρησιμοποιώντας τέσσερα δέκτες και έναν εντοπιστή σε ένα κινητό αντικείμενο, όπως ένα όχημα. Έχει ενσωματωθεί στο μίνι ROVs της Blue Robotics από το 2017.

Είναι μικρό, επειδή η εστίαση του Water Link έχει να κάνει με τον υπολογισμό που μπορεί να αυξήσει τον αριθμό των αισθητήρων χαμηλότερης ισχύος (δηλ. Μικρότερων) ώστε να προκύψουν τα ίδια αποτελέσματα, είναι μεγαλύτεροι (δηλαδή πιο δαπανηροί) αισθητήρες. Η εταιρεία έχει σχεδιάσει επίσης τους δικούς της μετατροπείς και, για να παραμείνει άπαχος, αναθέτει την παραγωγή στην Νορβηγία.

«Κάνουμε τον αριθμό των τραγανιστών για να αυξήσουμε την πιθανότητα να βγούμε σωστή θέση», λέει ο Oliver Skisland, Διευθύνων Σύμβουλος της Water Linked. "Δεν παίρνει την πρώτη και ευκολότερη απάντηση ως αλήθεια, κάνει πολλούς υπολογιστές για να αυξήσει την πιθανότητα να δοθεί μια σωστή θέση." Η Water Linked κάνει αυτό χρησιμοποιώντας FPGAs υψηλής απόδοσης πεδία προγραμματισμού. "Τα FPGAs είναι ένα φανταστικό εργαλείο επειδή μπορείτε να τα προγραμματίσετε για να βελτιστοποιηθούν για μια συγκεκριμένη εργασία, σε σύγκριση με ένα γενικό υπολογιστή", εξηγεί ο Skisland. "Χρησιμοποιούμε υπερσύγχρονη τεχνολογία για τη δημιουργία μικρών, οικονομικά αποδοτικών και οικονομικά αποδοτικών προϊόντων. Λαμβάνουμε μια πολύ ολοκληρωμένη προσέγγιση, όπου ακόμη και τα πιο μικρά εξαρτήματα συζητούνται λεπτομερώς πριν να επιτραπεί στα γραφεία μας. "

Ένας εντοπιστής που συνδέεται με το νερό. (Εικόνα: Σύνδεση με νερό)

Η ισχύς είναι μια ανταλλαγή. Το σύστημα προσδιορισμού θέσης Water Linked λειτουργεί στα 100 μέτρα, με επέκταση στα 200 μέτρα το 2020. Τα μόντεμ του ανέρχονται σε 1 χιλιόμετρο, λέει ο Skisland. Περαιτέρω θα σήμαινε περισσότερη δύναμη, που θα σήμαινε μεγαλύτερα οχήματα. Όμως, αυτό είναι το βέλτιστο για την αγορά που στοχεύει η εταιρεία - mini ROVs. Όλο και περισσότεροι άνθρωποι χρησιμοποιούν μίνι ROV επειδή έχουν φτάσει αρκετά φθηνά. Με τους αισθητήρες τους, μπορούν να κάνουν περισσότερα μαζί τους, όπως η προηγμένη πλοήγηση και η παροχή τεκμηρίωσης (δεδομένα θέσης) για έρευνα ή εργασία επιθεώρησης ή ακριβείς θέσεις δύτες, λέει ο Skisland. Έτσι, όπως και το NotiloPlus, η Water Linked λέει ότι μπορεί να προσφέρει ένα ολόκληρο σύστημα για την ίδια τιμή με έναν μόνο αισθητήρα. «Ανοίγουμε μια νέα αγορά, παρέχοντας στο μίνι-ROV ένα νέο εργαλείο για να προχωρήσει σε προηγμένη πλοήγηση που δεν έχει γίνει πριν», λέει ο Skisland.

Κατά την εκδήλωση Tau, το σύστημα εντοπισμού του Water Link χρησιμοποιήθηκε ως "υποβρύχιο GPS" στο όχημα δοκιμής Freedom AUV Freedom 60% Freedom AUV. Εκεί, με τέσσερις αυτό που η εταιρεία καλεί τους δέκτες στο σταθμό σύνδεσης και έναν "εντοπιστή" στο όχημα, παρείχε ακρίβεια 1 εκατοστό για να συνδεθεί το AUV σε ένα υποθαλάσσιο σταθμό σύνδεσης. Ένα βέλτιστο σενάριο θα έβλεπε το όχημα και τον σταθμό σύνδεσης με τέσσερις δέκτες και έναν εντοπιστή. "Στη συνέχεια, ο σταθμός σύνδεσης θα γνωρίζει όλα τα κοντινά AUVs και όλα τα AUVs θα ξέρουν πού να βρουν όλους τους σταθμούς σύνδεσης. Ο σταθμός σύνδεσης θα μπορούσε εύκολα να εφαρμόσει ένα είδος "συστήματος προσγείωσης", όπως βρίσκετε στα αεροδρόμια, όπου θα μπορούσε να πει ποια AUV ήταν στην αποβάθρα και ποια AUVs έπρεπε να περιμένουν ", λέει ο Skisland. Με τα modems που συνδέονται με το νερό, οι εικόνες θα μπορούσαν να μεταφερθούν σε απόσταση 10 μέτρων για να δίνουν στους πιλότους οχημάτων μια άποψη για το τι συμβαίνει, λέει.

Στη συνέχεια, στη λίστα επιτυχιών της εταιρείας, υπάρχει ένα πολύ μικρό αρχείο καταγραφής ταχύτητας Doppler (DVL) για να βοηθήσει τα μικρά ROVs ή τα AUVs να κρατήσουν θέση για επιθεώρηση ή εργασία επέμβασης. Πρόκειται να τεθεί σε λειτουργία στις αρχές του 2020. Το βάθος είναι 300 μέτρα και έχει ελάχιστο υψόμετρο 0,15 μ., Μέγιστο υψόμετρο 50 μ. Από ύψος 25 χιλ. Και συντελεστή διαμόρφωσης 55 χλστ.

Υδρομέα
Η παροχή ενός συνδέσμου επικοινωνίας μεταξύ οχημάτων ή περιουσιακών στοιχείων είναι ένα νέο παιδί στο μπλοκ - Hydromea. Οι ιδρυτές της εταιρείας, Felix Schill (CTO) και ο Alexander Bahr (COO), ξεκίνησαν να σχεδιάζουν ένα σμήνος μικροσκοπικών AUVs το 2003. Μετά από τους ξεχωριστούς τρόπους τους - ένας για να κάνει διδακτορικό στο MIT στην υποβρύχια πλοήγηση και ο άλλος για πραγματοποιούν διδακτορικό διατριβή στην επικοινωνία με δίκτυο υποθαλάσσιων δικτύων στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας στην Καμπέρα της Αυστραλίας και συναντήθηκαν στην Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) στην Ελβετία όπου άρχισαν να δουλεύουν πάλι μαζί σε μικροσκοπικά AUVs.

Όμως, ενώ προσπαθούσαν να τα κατασκευάσουν, συνειδητοποίησαν ότι δεν μπορούσαν να βρουν αρκετά μικρούς προωθητές, μπαταρίες για αντοχή και μικρά ακουστικά μόντεμ. Επιπλέον, ζητήθηκε από το Γερμανικό Ινστιτούτο Alfred Wegener (AWI) να επεκτείνουν τις εργασίες τους στον τομέα της οπτικής επικοινωνίας και να αναπτύξουν μια αυτόνομη μονάδα. Το LUMA 500ER προσφέρει τώρα ταχύτητα δεδομένων 500kbs (χίλιες δυφιολέξεις ανά δευτερόλεπτο) σε απόσταση μέχρι 70m σε κώνο 120 βαθμών, λέει ο Igor Martin, διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας. Αλλά λέει ότι πιστεύουν ότι μπορεί να επεκταθεί σε πολλαπλά megabits ανά δευτερόλεπτο σε μεγαλύτερες αποστάσεις.

"Τώρα βλέπουμε ότι καθώς κάνετε μικρογραφία, γίνεται πιο προσιτή", λέει ο Martin. "Σας δίνει την ευελιξία να μετασκευάσετε. Είναι φορητό και επεκτάσιμο. Αντί να κοστίζουν δεκάδες χιλιάδες, είναι χιλιάδες και ανοίγει διάφορες ευκαιρίες. Με μικρά φορητά συστήματα από εταιρείες όπως το Water Linked και το Hydromea, μπορείτε να ενεργοποιήσετε ένα περιβάλλον όπου φθηνά μόντεμ ή εργαλεία ή συστήματα αισθητήρων - σας επιτρέπει να αυξήσετε την κλίμακα ".

Η εταιρία έχει συμμετάσχει στο πρόγραμμα επιτάχυνσης TechX του Oil & Gas Technology Technology και έχει δει την τεχνολογία οπτικών επικοινωνιών που χρησιμοποιεί η Rever Offshore, Ocean Installer και i-Tech 7 για εργασίες όπως η μετάδοση δεδομένων ρολλού / υποθαλάσσια έργα κατασκευής για να δώσουν στους χειριστές γκαράζ στο κατάστρωμα, για παράδειγμα, ταχύτερες πληροφορίες για το τι συμβαίνει υποθαλάσσιο.

Το μόντεμ LUMA της Hydromea. (Φωτογραφία: Υδρομέα)

Ένα μόντεμ LUMA επεκτάθηκε από το Rever Offshore σε ένα εργοστάσιο φρεατίων στο πλαίσιο ενός συστήματος αυτόματης παρακολούθησης τεχνολογίας Ashtead (AMS +) κατά τη διάρκεια ενός έργου γεώτρησης για τη Total στη Βόρεια Θάλασσα στις αρχές του 2019. Ένας ROV θα μπορούσε στη συνέχεια να πάρει δεδομένα από το AMS +, χρησιμοποιώντας το LUMA , 8μ από το φρεάτιο.

Αργότερα το 2019, το Ινστιτούτο Alfred Wegener και το επιστημονικό κρουαζιερόπλοιο Max Planck στο ερευνητικό πλοίο Sonne χρησιμοποίησαν μόντεμ LUMA στο ROV KIEL6000 της Geomar για να επικοινωνήσουν απευθείας με υποθαλάσσια όργανα, με μόντεμ LUMA, σε βάθος 4000 μέτρων. οι αισθητήρες τους λειτουργούσαν και, εάν ήταν απαραίτητο, τους αναμορφώνουν.

Με τις τεχνολογίες που έχει κατασκευάσει τα τελευταία 10 χρόνια, συμπεριλαμβανομένου του LUMA, η Hydromea στρέφει τώρα την προσοχή της στην κατασκευή ενός μικροσκοπικού, μη πρόσδεσης ημιαυτόνομου υποβρύχιου κυκλώματος, που ονομάζεται ExRay. Είναι σχεδιασμένο έτσι ώστε να μπορεί να λειτουργεί μέσα σε περιορισμένους χώρους γεμάτους με νερό, όπως δεξαμενές έρματος έρματος σε σκάφη. Ο στόχος είναι να είναι σε θέση να χρησιμοποιούν ταυτόχρονη εντοπισμό και χαρτογράφηση (SLAM) για πλοήγηση σε δεξαμενές και για χρήση λογισμικού δημιουργίας ψηφιδωτών για την παραγωγή χαρτών 3D θερμότητας σε περιοχές που χρειάζονται συντήρηση. Το πρώτο ExRay πρόκειται να κυκλοφορήσει το 2021.