O “Rompimento” nas tendências do AUV

Carga útil flexível: classe ISE Explorer 6000 e AUVs ISE 3000 R & D. Crédito da foto: Engenharia Submarina Internacional

Criativo: os pesquisadores noruegueses de AUV e oceanográficos trabalham em sincronia. Crédito da foto: Professor Martin Ludvigsen, NTNU AMOS

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Missões - é tudo uma questão de missões. A missão decide a carga útil, capacidade da bateria, tamanho e potência de processamento de um veículo subaquático autônomo, ou AUV. O rei entre eles é a carga útil, da qual a ruptura do mercado está apenas esperando para acontecer. Mudar as cargas úteis de inteligência artificial, software de gerenciamento e desenvoltura de pesquisadores agora se combinam com tecnólogos empreendedores para injetar incerteza nas previsões do mercado de AUV.

Em uma noite tempestuosa em um mar ártico, ondas de água salgada espirram contra o casco de uma embarcação de superfície leve e não tripulada. Um elegante "torpedo" amarelo é roboticamente içado para a água pelos turcos do robô. À medida que o AUV mergulha na escuridão e submerge, um tubo se auto-intitula e lança um foguete com um satélite do tamanho de uma bola de softball.

Não, não é o grande Marlin AUV lançado pela General Dynamics que acaba de ser lançado. É a impressão de um escritor das missões que estão sendo planejadas por pesquisadores oceanográficos equipados com AUV na comunidade de pesquisa da Noruega, AMOS. A verdadeira missão está prestes a começar. Em breve, a AMOS estará testando pequenos satélites descartáveis com câmeras espectrais que também coletarão e transmitirão de volta os dados coletados pelas câmeras espectrais e sensores de sua frota de AUVs dominada pela REMUS. Os satélites de bolso processarão instantaneamente e enviarão para a costa dados sobre os contornos e a vida das algas acima e abaixo do gelo ártico. Os satélites também ajudarão os AUVs a se comunicarem com outros AUVs em uma ampla área enquanto enriquecem as varreduras AUV com seus próprios dados.

“Você pode se comunicar com os AUVs de um sistema em rede e coletar esses dados”, diz o professor de orientação, navegação e controle da NTNU, Thor Fossen. Ele acrescenta que os minúsculos satélites de varredura e coleta de dados de uso limitado serão lançados primeiro no Mar do Norte. Ele também diz que é preciso “muitas partes”, ou seja, componentes e pessoas, para ver os dois lados de um fluxo de gelo.

Redes AUV
“Quanto mais pessoas trabalham nisso, melhor”, diz Fossen, acrescentando que os custos dos AUVs são proibitivos, então os pesquisadores constroem suas próprias cargas úteis. Os pesquisadores da AMOS acabaram de desenvolver sua própria câmera espectral de "baixo custo": "O que é interessante nesta pesquisa é que as câmeras hiperespectrais (usando cálculos químicos) podem medir todas as cores do nosso espectro (eletromagnético), para que você veja o que puder ' Não veja com seus olhos. Ele pode ver o tipo de metal que um prato de metal é ou pode olhar para um coral e ver cores que você não consegue ver com seus olhos. ”

Martin Ludvigsen, professor de tecnologia marinha da NTNU e gerente do laboratório subaquático AMOS, ou AUV Lab, confirma que anos de trabalho teórico criando “planos de missão orientados por dados” para AUVs estão valendo a pena. Em setembro, um cruzeiro de pesquisa AMOS alcançou 82,5 graus de latitude norte - um pouco abaixo do Pólo Norte - e implantou um AUV com “detecção de dados”. Foi o momento em que Ludvigsen diz que percebeu que o uso de AUV na pesquisa virou uma esquina.

Missões remotas
A equipe AMOS, no entanto, não foi a primeira a lançar um AUV sob o gelo ártico. Em 1982, pesquisadores canadenses enviaram o AUV Thesueus feito pela empresa canadense ISE sob o gelo para colocar o cabo de comunicação de uma instalação acústica da Guerra Fria no fundo do mar de uma estação de pesquisa em uma ilha para outra em um fluxo de gelo. Recentemente, outro ISE AUV fez manchetes na Austrália por levar pesquisadores da Universidade da Tasmânia em uma missão para pesquisar o gelo polar do sul.

Carga útil flexível: classe ISE Explorer 6000 e AUVs ISE 3000 R & D. Crédito da foto: Engenharia Submarina Internacional
Rede AUV
“Acho que a capacidade de coordenar a logística de pesquisa com vários AUVs é algo que já foi feito”, diz o gerente de desenvolvimento de negócios do ISE, Phil Reynolds, em possível referência aos AUVs em rede do AMOS. “Algumas operações preliminares foram realizadas. Essa é uma tendência que vemos. A capacidade de se comunicar não apenas acusticamente, mas por outros meios, para vasos de superfície e satélites.

Para os AUVs e seções de baterias escaláveis do ISE, pode não importar se as cargas úteis mudam de ganchos de cabo e auxílios de navegação para câmeras espectrais e equipamentos de lançamento de satélites ou drones. Para os OEMs em geral, no entanto, a mudança de cargas - ou combinações de sonda multifeixe, sonares de varredura lateral, perfiladores sub-bottom, sonares de abertura sintética, câmeras de alta definição, sistemas de laser e sensores químicos - implica incerteza na produção. Algumas empresas, como a ECE da França, parecem ter um AUV para cada missão: uma A18-E de imagem; o A18-TD manobrável e de casco duplo para vigilância de “pátria”; um A9-s portátil e cerca de uma dúzia de outros. Como seus concorrentes, talvez, a ECE vende a missão: vigilância de área ampla; busca e salvamento, o leito do mar examina a detecção de minas.

Disruptor de tamanho
Embora a construção de um AUV diferente para cada missão científica possa parecer inútil, isso não acontece com o mercado naval. Missões - ou cenários militares - estão sempre mudando, e assim centenas de tipos de AUV foram construídos para eles.

Assim, enquanto os mercados naval e científico são financiados publicamente, as imagens de ameaças navais são criadas e preenchidas pelo AUV. Quantidades deles têm uma qualidade própria. Então há o grande AUV. Eles são uma prova flutuante de que o mercado naval mudou de motores estritamente AUV para propulsores marítimos mais robustos, e o maior envolvimento da cadeia de suprimentos marítima não pode ser muito distante. AUVs grandes não tripulados podem lançar drones, ser parcialmente não-tripulados e suas cargas podem ser aumentadas ou substituídas por um drone e / ou um nó de SEALs da Marinha. Como inserções litorâneas e operações de vigilância, novas missões neste mercado são planejadas o tempo todo.

Tanto a Lockheed Martin quanto a Boeing recentemente revelaram AUVs muito grandes, e ainda que o ISE AUV de colocação de cabos em 96 'também era bem grande. “O tamanho depende da resistência e da duração da operação. Esse é o principal driver. A quantidade de lastro também teria algum peso. Na maior parte, é resistência. Para uma resistência 24 horas por dia, 7 dias por semana, você precisa de energia adicional da bateria ”, diz Reynolds. ISE saberia. Seu negócio submarino está enraizado no trabalho militar de longa distância.
HUGIN Superior. Foto cedida por Kongsberg Interrupção comum
Missões - prováveis ou imaginadas - estão, com certeza, orientando as ofertas de fornecedores de unidades maiores para as marinhas do mundo.
Os negócios da Kongsberg Group nos EUA, a Hydroid Inc. (e a subsidiária da Hydroid, Kongsberg Underwater Technology, Inc.) agora oferecem o notável REMUS 6000, sua etiqueta numérica, que confirma sua profundidade de mergulho.

Com o software e a eletrônica do REMUS 100, mais pequeno e comprovado, o REMUS maior certamente impressionará uma Marinha dos EUA que contempla missões tão impressionantes quanto patrulhar cabos transatlânticos; derrubando postes de escuta do leito do mar ou endurecendo infraestruturas nacionais vitais como portos e plataformas de petróleo offshore. As possibilidades de missão, especialmente o reconhecimento, são tão ilimitadas quanto a imaginação.

No entanto, apesar da influência financeira da Kongsberg Maritime e seus laços de pesquisadores em todo o mundo, o ISE pioneiro, com suas unidades escaláveis, se vê como um concorrente credível mesmo em contratos para grandes AUVs de mergulho profundo: “Nossa mais nova construção, um modelo 6000 ser entregue. Temos um cliente em mente ”, confidencia Reynolds. Uma série de outros fornecedores espera ser tão sem interrupções. Um fabricante da AUV recentemente entrevistado na Maritime Reporter TV fez incursões no mercado naval com um AUV portátil de US $ 10.000 que pode ser retirado de aviões.

Convergência
De acordo com uma previsão da AUV Douglass-Westwood, a demanda militar de AUV fornecerá o maior mercado até 2022. À medida que as missões de AUV se multiplicam, a aquisição militar será responsável por 72% de toda a demanda e crescerá 10% ao ano.
O setor de pesquisa é visto experimentando um crescimento limitado nesse período. A complexidade e os longos horizontes de planejamento dessas missões de pesquisa é claramente o motivo. A neblina na previsão é a maior convergência de “oceano” e “mil”. Os dois mercados são apenas uma carga útil à parte. Até mesmo a intervenção no campo petrolífero possibilitada pelo biomimético de AUV Eelume pode virar militar (você pode imaginá-lo deslizando através da rede submarina).

Os pesquisadores da AMOS trouxeram essa biomimulação para o mercado. Solicitada a comentar a declaração, “a diferença entre a pesquisa oceanográfica e de guerra é a carga útil”, Martinsen respondeu: “A declaração aponta para um paradoxo válido. Nós raramente podemos controlar a aplicação de nossa pesquisa. No entanto, o mesmo paradoxo está presente para a maioria da tecnologia em que nos cercamos. No entanto, sendo uma universidade, a NTNU não realiza pesquisas voltadas para a guerra e aplicações destinadas a encontros armados ”.

Tendência como disruptor
Outras comunidades de pesquisa de necessidade fazem. Alguns fazem parte de um programa europeu de pesquisa de AUV chamado SWARMS.
O SWARMS é sobre “robôs subaquáticos inteligentes em rede que cooperam em malhas” e, embora implique na “biomimética” das abelhas, ele tem pelo menos um mercado incomum em mente: a futura mineração oceânica. O elemento disruptivo parece ser a própria rede, uma maneira de ligar os ROVs e outras embarcações.

Há um programa de enxame da Marinha dos EUA, é claro, e parece usar IA para imitar o que o programa LOCUST da Marinha faz com drones aéreos. Sim, é avançado, mas o guru da AI chinesa Kai-Fu Lee, em seu livro AI Superpowers: China, Vale do Silício e Nova Ordem Mundial, sugere que a ruptura da IA pode estar mais difundida do que se pensava.

Por enquanto, caso o programa EU SWARMS seja bem-sucedido, isso pode significar a proliferação de AUVs em rede, empregando o trabalho em conjunto sem a IA. Uma coisa é certa, os AUVs ligados em rede e habilitados com inteligência artificial seriam inimigos formidáveis para qualquer embarcação naval - ou uma grande equipe para explorar os vastos oceanos. Ambos já estão atrapalhando o mercado de AUV.

E depois há o acoplamento AUV: “Docking é uma tendência para o futuro”, diz Reynolds. “Estamos nos estágios iniciais. É um sistema ou superfície de ancoragem baseada no fundo do mar, mas atraca e carrega dados e recarrega a bateria. Essas são as coisas que seriam prudentes para um fabricante de AUV olhar para o amadurecimento ”.