Підводна робототехніка
Підводна робототехніка, як і робототехніка взагалі[1], — це наука і практика проєктування, виробництва і, в такому випадку, застосування роботів в підводному середовищі.
Підводними роботами заведено називати:
- телекеровані незаселені підводні апарати (ТНПА);
- автономні незаселені підводні апарати (АНПА);
- глайдери (підводний планер);
- дрейфуючі буї-вимірювачі (наприклад, Арго);
- комплекси, що буксуються або розміщуються на дні.
Уже наприкінці 1970-х рр., у поняття «підводний робот» вкладалося щось відмінне від понять «машина», «механізм», «автоматична система». Тоді вважалося, що: «Підводний робот — це кібернетичний комплексний пристрій, що має внутрішню пам'ять і самостійно орієнтується в навколишньому середовищі». Згідно з сучасними визначеннями[2] робот повинен мати певну рухливість та ступінь (рівень) автономності. З експлуатованих зараз виробів, найбільш автономними, тобто здатними виконувати завдання за призначенням на основі поточного стану і сприйняття навколишнього середовища без втручання людини[3], є дрейфуючі буї-вимірювачі. ТНПА найменш автономні й керуються операторами в реальному часі за допомогою телекерування. АНПА пересуваються під своїм власним керуванням, відповідно до програми-завдання, підготовленої заздалегідь, але з постійним контролем операторами позиції, параметрів руху і режиму роботи корисного навантаження. Оператор може втрутитися в хід виконання програми-завдання, давати команди за допомогою бездротової технології, найчастіше, гідроакустичної.
Підводні роботи інколи відносять до мобільних, проте серед діючих[4] міжнародних і розроблювальних російських стандартів (на листопад 2019), що стосуються мобільних роботів, підводні не згадуються. Залежно від завдання, призначення і складу корисного навантаження підводний робот може вести зйомку або маніпуляції: обстеження підводних трубопроводів (Autonomous Pipeline Inspection), знищення морських мін (Single Sortie Detect-to-Engage), будівництво і технічне обслуговування (IMR services, Intervention) в морському нафтогазовидобуванню.
Підводними роботами часто називають незаселені підводні апарати, які мають вже сформовану класифікацію, як в російському технічному регулюванні[5], в деяких інших державах, наприклад, Норвегії[6], так і в міжнародній практиці[7].
Класифікація роботів по ГОСТ Р 60.0.0.2-2016, зачіпає тільки наземні пристрої і містить примітку про те, що: «Класифікація роботів космічного, повітряного, надводного і підводного застосування, а також детальні класифікації окремих видів наземних роботів повинні бути визначені в інших стандартах».
21 березня 2017 року в ГНЦ РФ ЦНДІ РТК відбулася нарада, присвячена стандартизації морських робототехнічних комплексів і їх елементів, але до 2020 р. стандартів, що стосуються підводних роботів не було введено. У структурі технічного комітету зі стандартизації «Робототехніка» існує Підкомітет «Морські робототехнічні комплекси», який очолює ЦКБ МТ «Рубін». До 20.09.2019 р. велося обговорення проєкту стандарту ГОСТ Р 60.7.0.1-20ХХ "Морські робототехнічні комплекси. Класифікація ".
Морські робототехнічні комплекси по виду продукції в процесі стандартизації співвідносяться з ОКПД2 28.99.39.190 — Обладнання спеціального призначення, що не належить до інших угруповань.
Протягом декількох десятиліть підводними роботами займаються в Вашингтонському, Саутгемптонському, Бергенському університетах, Університеті Херіота-Уатта, Массачусетському технологічному інституті і багатьох інших. У Росії певних успіхів на тему домоглися: ФГБУ "ІПМТ ДВО РАН", Інститут океанології імені П. П. Ширшова РАН, МГТУ ім. Баумана, ЦКБ МТ «Рубін» та інші.
З початку 2000-х робототехніка і підводна робототехніка зокрема, набули широкої популярності як освітня технологія, що дозволяє навчати школярів і студентів з різних технічних напрямків (програмування, схемотехніка, конструювання) і дисциплін (гідроакустика, прилади, навігація, обробка сигналів, комп'ютерний зір, маніпулятори та ін.).
Технологічні конкурси з підводної робототехніки організовуються як з метою пошуку нових технічних рішень, наприклад, Shell Ocean Discovery XPRIZE або AUV Fest, де можуть брати участь і студенти, так і з переважно освітньою метою для студентів і школярів.
| Назва змагання | рівень | рік початку | Країна проведення | Тип роботів | вік учасників | основний організатор |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Robosub[en] | Міжнародний | 1998 | США (Сан-Дієго) | АНПА | Старші школярі, студенти, аспіранти | Robonation |
| MATE ROV | Міжнародний | 2002 | США (іноді Канада). має мережу
регіональних етапів |
ТНПА | Школярі, студенти | MATE Center |
| SAUC-E | Міжнародний | 2006 | Європа | АНПА | Студенти, аспіранти | NEST |
| SAUVC | Міжнародний | 2013 | Сінгапур | АНПА | Школярі, студенти, аспіранти | IEEE OES Singapore |
| SeaPerch Challenge | Міжнародний | США | ТНПА | молодші школярі | Robonation | |
| MATE Russia-Far East | Всеросійський | 2015 | Росія (Владивосток) | ТНПА | Школярі, студенти | центр розвитку |
| ВРО Інтелектуальні | Всеросійський | 2016 | Росія (Іннополіс) | АНПА | Школярі 8-11 класів | Центр робототехніки, університет Іннополіс |
| Олімпіаді НТІ Водні | Всеросійський | 2017 | Росія (Владивосток) | АНПА | Школярі 8-11 класів | Центр робототехніки , |
| Аквароботех | Всеросійський | 2018 | Росія (Владивосток) | АНПА, ТНПА | Студенти, аспіранти, фахівці | ФПІ, ДВФУ, МДУ ім. адм. Г. І. Невельського |
| Занурення в підводну | Всеросійський | 2018 | Росія (Владивосток) | ТНПА | Школярі 1-4 класів | Центр розвитку робототехніки |
| Кубок Росії по телекерованим підводним апаратам | Всеросійський | 2018 | Росія (Астрахань) | ТНПА | Школярі, студенти, фахівці | Астраханське регіональне відділення ФСС Росії |
| ІНТЕР | Всеросійський | 2019 | Росія (Тула, Анапа) | АНПА | Школярі, 8-11 класів | Фонд сприяння інноваціям, центр робототехніки |
Застосування підводної робототехніки в освіті стало можливим як шляхом цілеспрямованого розвитку тематичних програм (SeaPerch[en]) і проєктів (OpenROV, MUR), так і завдяки розвитку компонентної бази, появі нових виробників і здешевленню традиційно дорогих комплектуючих для підводних роботів (рушії, камери, датчики, роз'єми, кабель-канати й ін.)
- ↑ ГОСТ Р 60.0.0.4-2019/ИСО 8373:2012 Роботы и робототехнические устройства. Термины и определения. п. 2.16
- ↑ ГОСТР60.0.0.4-2019/ИСО8373:2012 п. 2.6
- ↑ ГОСТ Р 60.0.0.4-2019/ИСО 8373:2012 п. 2.2
- ↑ ISO 19649:2017 Mobile robots — Vocabulary
- ↑ ГОСТ Р 56960-2016 Аппараты необитаемые подводные. Классификация
- ↑ NORSOK standard U-102
- ↑ IMCA R 004
- Подводные роботы / В. С. Ястребов, М. Б. Игнатьев, Ф. М. Кулаков и др. Под общ. ред. В. С. Ястребова. Л.: Судостроение, 1977. — 368 с.
- Робототехника в России: образовательный ландшафт. Часть 2 / Д. А. Гагарина, С. Г. Косарецкий, А. С. Гагарин, М. Е. Гошин; Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Институт образования. — М.: НИУ ВШЭ, 2019. — 96 с. — 200 экз. — (Современная аналитика образования. No 6 (28)).
- Ляхов Д. Г. Современные задачи подводной робототехники // Подводные исследования и робототехника. — 2012. — № 1. — С. 15-23.
- Ageev, M.D., Kiselev, L.V., Shcherbatyuk, A.P.: Tasks for autonomous underwater robot. Fifth International Conference on Advanced Robotics, 1991. ‘Robots in Unstructured Environments’, 91 ICAR, pp. 1360—1364, vol. 2 (1991)
- Whitcomb L., Yoerger D.R., Singh H., Howland J. (2000) Advances in Underwater Robot Vehicles for Deep Ocean Exploration: Navigation, Control, and Survey Operations. In: Hollerbach J.M., Koditschek D.E. (eds) Robotics Research. Springer, London
- C. von Alt et al., "Hunting for mines with REMUS: a high performance, affordable, free swimming underwater robot, "MTS/IEEE Oceans 2001. An Ocean Odyssey. Conference Proceedings (IEEE Cat. No.01CH37295), Honolulu, HI, USA, 2001, pp. 117—122 vol.1. doi: 10.1109/OCEANS.2001.968686
- Bellingham, J. G., & Rajan, K. (2007). Robotics in Remote and Hostile Environments. Science, 318(5853), 1098–1102. doi:10.1126/science.1146230
- Siesjoe, J. (2018). An Underwater Robotics Platform for Hybrid AUV/ROV Systems. Offshore Technology Conference. doi:10.4043/28900-ms
- Zereik, Enrica & Bibuli, Marco & Miskovic, Nikola & Ridao, Pere & Pascoal, Antonio. (2018). Challenges and future trends in marine robotics. Annual Reviews in Control. 10.1016/j.arcontrol.2018.10.002.
- Furlong, Maaten & Marlow, R & McPhail, S & Munafo, Andrea & Pebody, Miles & Phillips, Alexander & Roper, Daniel & Salavasidis, Georgios. (2018). OCEANIDS: Building Next Generation Maritime Autonomous Systems. 10.24868/issn.2631-8741.2018.003.
 | На цю статтю не посилаються інші статті Вікіпедії. Будь ласка розставте посилання відповідно до прийнятих рекомендацій. |