مهندسان ربات‌ها را برای مقابله با امواج وحشی دریا تجهیز می‌کنند و هزینه‌های انرژی دریایی را کاهش می‌دهند
ربات‌هایی که به صورت خودکار بر روی سکوهای دریایی کار می‌کنند، می‌توانند امواج را پیش‌بینی کرده و عملکرد تجهیزات تولید انرژی را بهبود بخشند. ابزارهای محاسباتی جدیدی که توسط محققان دانشگاه ادینبرو توسعه یافته‌اند می‌توانند به این ربات‌ها کمک کنند تا حتی در دریاهای پرتلاطم کار کنند و ایمنی و کارآیی اقتصادی را همزمان ارائه دهند، طبق بیانیه مطبوعاتی منتشر شده.
سکوهای بادی دریایی یک منبع مهم انرژی پاک برای کشورهایی هستند که به دنبال دوری از سوخت‌های فسیلی هستند. برخلاف همتایان خشکی آنها، توربین‌های بادی دریایی بزرگتر هستند و می‌توانند به بادهای با سرعت بالا در دریا دست یابند.
کار بر روی توسعه مبدل‌های انرژی امواج جزر و مدی که می‌توانند به عنوان منبع انرژی پایدار و مداومی خدمت کنند نیز در حال انجام است. اما کار در این شرایط سخت مشکلات خود را دارد. ایمنی کارگران یک نگرانی اصلی است، در حالی که شرایط محیطی ایجاب می‌کند که زیرساخت‌های تولید انرژی به موقع سرویس شوند.
اینجاست که ربات‌ها می‌توانند کمک کنند، اما طبیعت غیر قابل پیش‌بینی امواج، جابه‌جایی ربات‌ها در چنین شرایطی را دشوار می‌کند. ابزارهایی که توسط محققان دانشگاه ادینبرو توسعه یافته‌اند این نقص را برطرف می‌کنند و در عین حال هزینه‌های تولید انرژی پاک و سبز را کاهش می‌دهند.
پژوهشگران چه کرده‌اند؟
ابزارهای محاسباتی و تجربی توسعه داده شده توسط تیم مهندسی ادینبرو به ربات‌های خودکار کمک می‌کنند تا حتی وقتی با امواج نامرتب مواجه می‌شوند، موقعیت‌های پایدار را حفظ کنند.
“یک محدودیت عمده در حال حاضر توانایی ربات‌ها برای درک و مقابله موثر با اختلالات محیطی است که به طور بنیادی استفاده فعلی از وسایل کوچک زیرآبی را محدود می‌کند،” کایل واکر، دانشجوی دکتری در دانشگاه که در این کار مشارکت داشته است توضیح داد.
“با ایجاد پیش‌بینی از اختلالات امواج آینده و ادغام آن با سیستم کنترل، ما می‌توانیم این دامنه را با تغییرات کم یا بدون تغییر در سخت‌افزار ربات گسترش دهیم.”
برای کمک به اجرای این عملکرد توسط ربات، سنسورهای تشخیص امواج بایستی به کف دریایی نزدیک سکوهای دریایی متصل شوند. این سنسورها ارتفاع و جهت امواج ورودی را اندازه‌گیری کرده و به ربات در زمان واقعی منتقل می‌کنند. ربات می‌تواند زمان رسیدن امواج به مکان خود را پیش‌بینی کرده و اقدامات مقابله‌ای را انجام دهد تا در موقعیت پایداری باقی بماند.
این چگونه کمک خواهد کرد؟
محققان از مخزن تست Flowave دانشگاه با استفاده از داده‌های یک بویه در دریای شمال استفاده کردند. این شرایطی را که ربات‌ها در آینده در آن کار خواهند کرد، شبیه‌سازی کرد.
با ابزارهای فعلی، محققان دریافتند که سیستم برای ربات‌هایی که در نزدیکی سطح و در عمق‌های بیشتر کار می‌کنند، کار می‌کند. “از نظر ترجمه این فناوری به میدان، این یک مزیت بزرگ است و سیستم ما را برای بیشتر وسایل نقلیه‌ای که در حال حاضر در بازار موجود است، قابل اعمال می‌کند،” واکر اضافه کرد در بیانیه مطبوعاتی.
توانایی پیش‌بینی امواج و اقدام به طور پیش‌دستانه بهتر از روش اصلاحی استفاده شده در سیستم‌های متعارف است.
برای کارهای آینده، تیم در نظر دارد وظایف خودکار بیشتری همچون استفاده از بازوهای رباتیک برای تعمیر تجهیزات الکتریکی را در حالی که موقعیت خود را در آب حفظ می‌کنند، اضافه کند.
“افزایش استفاده از ربات‌های خودکار برای کمک به نگهداری نصب‌و‌راه‌اندازی‌های انرژی دریایی تجدیدپذیر می‌تواند اثر مهمی در کاهش هزینه تولید انرژی پاک داشته باشد،” فرانچسکو جورجیو-سرچی، استاد همکار در دانشگاه گفت.
“پیشرفت بیشتر این فناوری می‌تواند به یک تغییر بزرگ در پذیرش ربات‌های بدون سرنشین در دریا کمک کند و به طور چشمگیری درجه اتوماسیون در بخش دریایی را افزایش دهد.”
یافته‌های این تحقیق در Journal of Robotic Research بین‌المللی منتشر شد.
