为水下机器人开发的移动对接系统

机器人可以作为搜救任务和环境研究的神奇工具，但最终它们必须返回基地充电并上传数据。如果你的机器人是探索深海的自主水下航行器(AUV)，这可能是一个挑战。普渡大学的一个团队为auv创建了一个移动对接系统，使它们能够在不需要人工干预的情况下执行更长的任务。这可以为包括石油和天然气勘探在内的许多水下作业提供好处。

这个团队也有发表论文如何适应这种情况对接系统自动水下航行器探索地外湖泊比如木星和土星的卫星。

机械工程副教授尼娜·马哈茂迪安(Nina Mahmoudian)说:“我的研究重点是机器人在充满挑战的环境中持续运行。”“没有比水下更有挑战性的环境了。”

一旦海洋机器人潜入水中，它就失去了发射和接收无线电信号的能力，包括GPS数据。有些人可能会使用声学通信，但这种方法可能是困难和不可靠的，特别是对于远程传输。正因为如此，目前水下机器人的作业范围有限。

马哈茂迪安说:“通常情况下，这些机器人在水下执行预先计划好的行程。“然后，它们会浮到水面，发出信号，等待被回收。人类必须出去，找回机器人，获取数据，给电池充电，然后把它送出去。这是非常昂贵的，它限制了这些机器人执行任务的时间。”

马哈茂迪安的解决方案是创建一个移动坞站，水下机器人可以自己返回。

“如果我们有多个码头，这些码头也是移动和自主的呢?她说。“机器人和码头可以相互协调，这样它们就可以充电并上传数据，然后再回去继续探索，而不需要人工干预。我们已经开发出了最大化这些轨迹的算法，所以我们可以最佳地利用这些机器人。”

研究人员通过在苏必利尔湖的一次短期任务中测试该系统来验证这种方法。

马哈茂迪安说:“关键是坞坞是便携式的。”“它可以部署在固定位置，但也可以部署在自主水面航行器上，甚至其他自主水下航行器上。它被设计为平台无关的，所以它可以与任何AUV一起使用。硬件和软件是携手并进的。”

马哈茂迪安指出，这样的系统已经存在于你的客厅里。“像Roomba这样的自动吸尘器会进行真空清洁，当电池没电时，它会自动返回底座充电，”她说，“这正是我们在这里所做的，但环境更具挑战性。”

如果她的系统可以在具有挑战性的水下环境中成功运行，那么马哈茂德安认为这项技术的前景更加广阔。

“这个系统可以在任何地方使用，”她说。“陆地、空中或海上的机器人将能够无限期地工作。搜救机器人将能够探索更广阔的区域。他们将进入北极，探索气候变化的影响。他们甚至会进入太空。”

-副主编克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

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