根据最近的一项研究,能够实时预测波浪的水下机器人可能会降低与离岸可再生能源生成相关的成本。
研究人员强调,新的技术允许机器人在恶劣海况下高效操作,可以提高维护离岸风力和潮汐涡轮机的速度、安全性和成本效益。
波浪的不规律性以前限制了机器人参与离岸平台维护,因为这会使稳定操作和精确行动变得复杂。
通过部署自主机器人进行例行维护任务,研究人员相信,与化石燃料来源相比,关联的可再生能源生产成本可以显著降低。
这种转变还可以简化操作,这通常需要从水中调派船只、直升机或起重设备,并降低在危险环境中对工人的风险。
爱丁堡大学的工程师们创建了创新的计算和实验工具,使自主机器人能够在混乱的波浪中保持稳定的位置。
该团队在大学的FloWave测试设施中测试了他们的系统,利用来自北海浮标的波浪数据来复制机器人可能面临的现实世界条件。
固定在海床上的波浪传感器测量即将到来的波浪的高度和方向,实时将这些信息发送给附近的机器人。这使得无人机能够预见和抵消水中的潜在干扰,从而确保它们保持稳定。
结果表明,该系统对在水面和更大深度操作的机器人都是有效的,波浪干扰仍然会产生重大影响。
这一新方法增强了传统控制系统,后者往往是反应性的。这些传统系统通常难以应对海洋干扰的快速变化特性,使其在这样的挑战条件下的可靠性降低。
开发该系统的爱丁堡大学博士生凯尔·沃克博士表示:“今天一个重要挑战是机器人的能力有效感知和抵消环境干扰,这限制了小型水下车辆的使用。通过预测未来波浪运动并将其纳入控制系统,我们可以在不改变机器人硬件的情况下延长其操作能力。”
“这一进展对将这项技术应用于现实场景非常有利,使我们的系统与市场上大多数现有车辆相关。”
未来的研究将重点提高自主机器人的能力,以执行准确的任务,比如在水中保持稳定位置时使用机械手臂进行生锈检测或电气维修。
这项研究发表在《国际机器人研究杂志》上,得到了工程与自然科学研究委员会的资助。
这项研究建立在现已完成的ORCA Hub项目基础上,旨在促进向绿色能源的转型,该项目由赫瑞瓦特大学和爱丁堡大学共同领导。
领导这项研究的爱丁堡大学工程学院的弗朗切斯科·乔治奥·塞尔基博士表示:“增加自主机器人在维护离岸可再生设施中的部署,可能会大大降低清洁能源生产的成本。该技术的进一步发展可能会显著提升无人机器人在海洋中的使用,并增强离岸行业的自动化。”