O futuro das operações marinhas: robôs que se organizam

Imagine robôs controlados pela IA que se organizam em diferentes grupos, ou entre grupos-e que se reorganizem e fazem novos planos quando necessário. Esse tipo de flexibilidade pode permitir que os robôs resolvam efetivamente diferentes tipos de tarefas como equipe.

Comando, controle, comunicação e análise são feitos em uma rede para realizar missões determinadas pelos operadores humanos. E as tarefas que executam estão muito além do que os robôs individuais podem alcançar.

Uma mudança de paradigma

Organizações robóticas autônomas (ARO) também podem resolver tarefas muito além do que os sistemas robóticos tradicionais podem oferecer. Eles poderão responder com uma agilidade que lhes permita se adaptar a mudanças nas tarefas e necessidades. A ARO possibilitará que os robôs atinjam novos níveis de independência.

Ao combinar e integrar capacidades de diferentes plataformas, como robôs autônomos subaquáticos (AUVs), veículos de superfície ULUNDADOS (USVS), veículos aéreos Uncrewed (UAVs) e pequenos satélites com cargas úteis personalizadas, acredita -se que as indústrias oceânicas e offshore estão enfrentando uma mudança de paradigma.

Essa mudança se aplicará a tudo, desde a colheita e a inspeção de dados até a manutenção e reparo (IMR), bem como a segurança e a defesa.

Para alcançar esses avanços, as AROs devem estar equipadas com habilidades cooperativas sofisticadas, capacidades de controle avançado e resiliência tanto como indivíduos quanto como equipes heterogêneas de robôs. Essas equipes operarão perfeitamente no espaço, ar, superfície do mar e ambientes subaquáticos.

Testado em Svalbard

Em 2022, o que é conhecido como pirâmide de observação, com um satélite de pesquisa incluído, foi testado pela primeira vez em Svalbard. É aqui que os pesquisadores usam pequenos satélites, robôs submarinos e tudo mais para fazer observações e medições simultâneas.

Anteriormente, havia vários testes bem -sucedidos com várias combinações de robôs subaquáticos, embarcações de superfície e aeronaves realizadas em colaboração com parceiros nacionais e internacionais.

A lista de participantes é longa: Equinor, a empresa de energia; FFI, o estabelecimento de pesquisa de defesa norueguês; Sintef, o maior instituto de pesquisa independente da Escandinávia; UIT, a Universidade Ártica da Noruega; Unis, o Centro Universitário de Svalbard; Instituto de Pesquisa Norueguesa Norce; Niva, Instituto Norueguês de Pesquisa de Água e NGU, a Pesquisa Geológica da Noruega e outros estão intimamente envolvidos na pesquisa.

Mas o lançamento do primeiro satélite de pesquisa da NTNU em 2022 tornou a pirâmide observacional completa.

A pirâmide de observação baseia -se no uso de diferentes plataformas de robôs para se concentrar no mesmo tempo e local para pesquisar uma área oceânica: robôs subaquáticos autônomos, um navio de superfície Uncrewed, um drone voador autônomo e o satélite de pesquisa da NTNU que coleta dados do oceano em operação.

A pirâmide de observação opera abaixo do nível do mar e até o espaço para o espaço, mas todas as plataformas têm o mesmo objetivo. O objetivo da operação em Svalbard era mapear a floração de algas na mola em Kongsfjorden.

Agora, os pesquisadores estão indo um passo adiante.

Mais rápido, mais barato e mais eficiente

Os especialistas estão vendo uma mudança das operações com apenas algumas plataformas ou enxames operando juntos, para o que eles chamam de sistema de sistema (SOS). É uma nova maneira de organizar tarefas de trabalho.

A combinação de uso coordenado de várias plataformas de sensores existentes para execução rápida e eficiente de tarefas é mais orientada para o futuro do que gastar muito tempo e dinheiro em adaptar recursos individuais com capacidades complexas.

A interação significa que diferentes plataformas de robôs em um ARO podem fazer coisas que cada robô individual não seria capaz de fazer sozinho.

As organizações robóticas autônomas poderão fazer observações sobre grandes áreas oceânicas por uma fração do custo em comparação com os sistemas tradicionais baseados em embarcações.

Eles terão habilidades avançadas de colaboração, capacidade de controle e robustez – tanto como robôs individuais quanto como um sistema total composto por diferentes equipes de robôs que operam no espaço, no ar, na superfície do mar e subaquática.

Duas décadas de trabalho de campo

O trabalho é baseado em anos de pesquisa em colaboração entre a NTNU, o Equinor e a Universidade do Porto, juntamente com os principais parceiros de pesquisa na Europa e nos EUA. A visão deles é apresentada no diário Robótica científica.

A equipe tem mais de duas décadas de experiência na criação e implantação de sistemas de comando e controle para operações não tripuladas no Atlântico, Ártico, Pacífico, bem como no mar mediterrâneo e no Adriático.

Para a NTNU, isso é resultado da inovação em centros de pesquisa cruzados, como NTNU Amos, NTNU Vista Caros, SFI Harvest e vários outros projetos relacionados.

Na Noruega, o Equinor é uma força motriz para essa tecnologia, juntamente com as comunidades de pesquisa da NTNU e outros grupos que trabalham com mapeamento, monitoramento e inspeção ambiental, operação e manutenção de instalações offshore.

Em Portugal, o professor João Sousa está no banco do motorista para vários programas importantes em pesquisa e segurança marítima sob os auspícios da OTAN.

O objetivo é desenvolver as organizações de robôs autônomas do futuro que possibilitem ampliar e apoiar o desenvolvimento tecnológico para uma sociedade mais segura.

Mirando alto

As descobertas são apoiadas por projetos de pesquisa, inovações industriais e trabalho de campo para pesquisas marinhas e aplicações industriais.

Nesse ambicioso empreendimento, a equipe apontou alta. Eles procuraram correr riscos, ultrapassar os limites, ser inovadores, transcender barreiras com uma abordagem interdisciplinar e entrar no desconhecido.

A Equinor já implementou várias soluções robóticas em suas operações offshore no mapeamento e monitoramento dos ecossistemas oceânicos e para a inspeção da infraestrutura offshore.

A AROS deve oferecer benefícios significativos aos usuários, incluindo custo reduzido, eficácia aprimorada da missão, tempos de resposta mais rápidos, qualidade melhorada e resiliência aprimorada do sistema.

Embora o foco atual esteja nas operações marinhas, eles prevêem que AROS, uma vez implementada, pode revolucionar uma gama mais ampla de aplicações na sociedade.