Phillip Hopkins
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Robotik unter den Wellen
Luftdrohnen haben ihren Weg in fast alle Bereiche der modernen Welt gefunden, von Fotografie und Fernsehnachrichten bis hin zu Umweltüberwachung und Archäologie.
Viele der für Flugdrohnen entwickelten Konzepte werden übernommen und an eine ganz andere Umgebung angepasst - unter Wasser.
Hier ein Blick auf 23 der vielen Möglichkeiten, mit denen Drohnen unter den Wellen von ozeanografischen Wissenschaftlern, Archäologen, Militärs, kommerziellen Tauchern, Fotografen und Unterwasserforschern eingesetzt werden.
Schiffswracksuche
Konzepte, die in Luftdrohnen entwickelt wurden, wie z. B. ein höheres Maß an Autonomie, finden unter Wasser neuen Ausdruck. Autonomie - die Fähigkeit, ohne direkte Kontrolle zu handeln &mash; macht eine Drohne eher zu einem echten Roboter und weniger zu einem ferngesteuerten Gerät.
Obwohl es ihnen an vollständiger Autonomie mangelt, sind hochmoderne ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge, sogenannte ROVs, zu einer Hauptstütze des wissenschaftlichen und kommerziellen Unterwasserbetriebs geworden, von Unterwasserölbohrprojekten bis hin zu wissenschaftlicher Forschung in den extremsten Umgebungen des Ozeans.
Das berühmteste ROV-Team sind Argo, ANGUS und Jason Junior (hier gezeigt), die vom US-Forschungsschiff eingesetzt wurden Knorr um das Schiffswrack der Titanic im Jahr 1985 zu entdecken - nachdem sie eine streng geheime Mission zur Inspektion der Überreste eines verlorenen Atom-U-Bootes der US Navy, der USS Scorpion, abgeschlossen hatten.
Roboter-ROVs
Die Ölpest von Deepwater Horizon im Jahr 2010 führte zu einer Versammlung der weltweit größten Roboter-Unterwasserarmada, als etwa ein Dutzend große ROVs der "Arbeiterklasse" monatelang darum kämpften, das Öl zu stoppen, das aus einem zerbrochenen Bohrlochkopf auf dem Meeresboden unter 1.600 Fuß (1.600 Fuß) sprudelte Meter) Wasser.
Unter den gewonnenen Erkenntnissen: ROVs autonomer machen, auch wenn sie über ein Versorgungskabel an ein Kontrollschiff an der Oberfläche gebunden bleiben. Fortgeschrittene ROVs - wie das hier über einem Testpool gezeigte Schilling UWD - verwenden bereits Manometer, Kompasse und Dopplersonar, um sich zu orientieren. Die weitere Automatisierung von ROVs könnte dazu beitragen, das Bewusstsein für die Umgebung zu verfeinern. Diese Funktion hätte möglicherweise beim Navigieren von Kabeln und beim Bewegen von Ausrüstung im Golf hilfreich sein können.
Tauchkumpel
Dank der Miniaturisierung benötigen Sie kein Hilfsschiff, um ein ROV zu betreiben. Die elektrische Leitfähigkeit von Salzwasser erschwert die Funkkommunikation unter Wasser sehr. Daher sind ROVs über lange Versorgungskabel direkt mit einem Bediener verbunden, um Expertenaufgaben wie Unterwasserinspektionen auszuführen.
Ein kommerzielles Beispiel ist die hier gezeigte Deep Trekker-Drohne, die von einem Video-Link-Mobilteil gesteuert wird, das von der Oberfläche aus oder von einem Taucher im Wasser bedient werden kann. Ausgestattet mit einem Mehrstrahl-Sonarsystem, das in dunklen oder trüben Gewässern "sehen" kann, wurde die Drohne von Tauchern verwendet, um nach Schiffswracks im Huronsee zu suchen und das geschützte Wrack der USS Arizona in Pearl Harbor auf Hawaii zu erkunden.
Gelbes U-Boot
Vollautonome Unterwasserdrohnen bieten Vorteile, die bereits von der Öl- und Gasindustrie genutzt werden. Mit dem gelben Marlin-Drohnen-U-Boot von Lockheed Martin wurden Offshore-Bohrinseln und Unterwasserpipelines inspiziert, ein Sektor, der im Golf von Mexiko bis zu einer Milliarde Dollar pro Jahr kostet.
Der Marlin kann in Tiefen von bis zu 300 m eingesetzt werden und bis zu 16 Stunden weiterfahren. Eine aktualisierte Version der Drohne, der hier gezeigte Marlin Mk2, wurde in einer Technologie-Demonstration der US-Marine vorgestellt, die den Start einer Lockheed Martin Vector Hawk-Luftdrohne beinhaltete.
Deep Divers
Unterwasserdrohnen wurden eingesetzt, um die extremsten Tiefen der Weltmeere zu erkunden. Der Nereus war eine Mischung aus einer autonomen Drohne und einem ferngesteuerten ROV, das von der Woods Hole Oceanographic Institution gebaut wurde, um Challenger Deep im Marianengraben in der Nähe von Guam, dem tiefsten vermessenen Punkt der Weltmeere, in einer Tiefe von 10.902 m (35.768 Fuß) zu erkunden ).
Nereus erreichte im Mai 2009 erfolgreich den Grund von Challenger Deep, aber das Schiff ging 2014 verloren, als es den Kermadec-Graben in der Nähe von Neuseeland in einer Tiefe von 9.900 Metern erkundete, als es aufgrund eines hohen Drucks von bis zu 16.000 Pfund implodierte . pro Quadratzoll (psi).
Wellengleiter
Die am meisten bereisten Drohnen auf dem Planeten sind Wave Gliders, die vom kalifornischen Technologieunternehmen Liquid Robotics entwickelt wurden und bisher mehr als 1,4 Millionen Meilen Ozean bedeckt haben. Jede Drohne besteht aus einem Surfbrett-großen "Schwimmer" und einem flügelförmigen "U-Boot", das bis zu 8 Meter unter Wasser hängt. Die Drohnen nutzen Wellenbewegung und Sonnenenergie, um Tausende von Kilometern ohne Treibstoff auf See zu fahren. Sie werden in den Bereichen Umweltüberwachung, Verteidigung und Seeüberwachung sowie Offshore-Öl- und Gasbetrieb eingesetzt.
Ozeangleiter
Autonome Ozeangleiter oder Unterwassersegelflugzeuge wie das hier gezeigte Slocum-Segelflugzeug können kleine Änderungen des Auftriebs in Vorwärtsbewegung umwandeln. Sie werden in großem Umfang für wissenschaftliche Forschungen auf See verwendet, z. B. zur Fernentnahme von Wasser, zur Umweltüberwachung oder zur akustischen Überwachung über Monate und Tausende von Kilometern des Ozeans.
Im Jahr 2016 nahmen mit Mikrofonen ausgestattete Ozeangleiter den mysteriösen "Western Pacific Biotwang" auf, von dem Forscher glauben, dass er der nie zuvor gehörte Ruf eines Zwergwals ist.
Unterwasserkartierung
Experten sehen schließlich eine Flotte von Unterwasserrobotern voraus, die die Böden der Ozeane, Seen und Flüsse kartieren - ähnlich wie Google die Straßen kartiert hat.
Unterwasserdrohnen wurden bereits verwendet, um wichtige Unterwasserstandorte zu kartieren. Im Jahr 2015 wurde das hier gezeigte Sirius AUV verwendet, um den gefundenen Antikythera-Mechanismus zusammen mit anderen Schätzen abzubilden.
Fliegen und tauchen
Eine Drohne, die fliegen und tauchen kann, mag auf den ersten Blick wie eine coole Spielerei erscheinen, aber es gibt zahlreiche Anwendungen für solch ein einzigartiges Talent. Die 'Naviator'-Drohne wird von einem Team der Rutgers University School of Engineering entwickelt, das sie zur Inspektion von Brücken über und unter Wasser, für Such- und Rettungsaktionen und zur Bewertung von Umweltereignissen auf See wie Ölverschmutzungen einsetzt oder Algenblüten.
Eine Fly-and-Dive-Drohne könnte auch zur Erforschung von Wildtierarten wie Walen verwendet werden, die Zeit sowohl über als auch unter den Wellen verbringen.
Südchinesisches Seedrohnen-Drama
Im Dezember 2016 beschlagnahmte ein chinesisches Kriegsschiff eine autonome Unterwasserdrohne, die von einem ozeanografischen Forschungsschiff der US Navy, der USS Bowditch, in der umkämpften Region des Südchinesischen Meeres eingesetzt wurde.
Nachrichten zufolge war die Besatzung der Bowditch im Begriff, die Drohne nach ihrer Mission zu bergen, als sie stattdessen von einem chinesischen Kriegsschiff aufgenommen wurde.
Einige Tage später brachte die Drohne zur US-Marine zurück.
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