Стартап Houston Mechatronics показал своего подводного робота-трансформера под названием Aquanaut, способного работать в беспилотном режиме на глубинах ниже 300 метров. В первую очередь, робот предназначен для глубоководных работ на нефтегазовых платформах.
В отличие от обычных беспилотных подводных аппаратов, Aquanaut действует максимально автономно, используя свои сенсорные и вычислительные системы.
В существовавших на данный момент устройствах необходимо было участие оператора, который управляет рабочим процессом в режиме реального времени, пишет IEEE Spectrum.
Aquanaut — это и подводная лодка, и трансформер с двумя манипуляторами в виде рук. Помимо способности глубоководного погружения и высокой автономности, он также будет дешевле существующих на рынке решений. Кроме того, он способен самостоятельно добираться до места работы и плыть обратно. Робот может преодолевать расстояния до 200 км.
У Aquanaut два рабочих состояния: подводная лодка и автономный глубоководный робот, способный выполнять различные манипуляции. До объекта, с которым предстоит работать, он доплывает в режиме подводной лодки. В этом же виде он осматривает оборудование, расположенное на морском дне. Затем, когда он на месте, а осмотр завершен, поднимается верхняя часть корпуса, открывая для работы две массивные руки и голову.
На голове расположены стереокамера, 3D-сенсор и гидролокатор. Руки оснащены датчиками нажатия и зубцами для захвата. В этом режиме робот способен захватывать инструменты и управлять клапанами, которые контролируют поток углеводородов на поверхность. На трансформацию уходит примерно 30 секунд. Питается аппарат от батареи, аналогичной той, что устанавливают в электрокары.
Большая часть морской нефтегазовой промышленности — это работа на платформах, где люди проводят подводные буровые работы. Чтобы выполнить работы по текущему обслуживанию скважины, необходимо повернуть некоторые клапаны. Скважины расположены глубоко под водой — ниже 300 метров, где обычно не работают водолазы. И единственный способ сделать это — использовать роботизированный аппарат.
Многие годы для работы на глубоководных скважинах отправляли дистанционно управляемый подводный аппарат или ROV (remotely operated underwater vehicle) — телеуправляемый и необитаемый.
ROV не может работать самостоятельно, обычно он имеет низкую или нулевую автоматизацию. Ему необходимо вспомогательное судно с высококвалифицированным персоналом, который будет им управлять с поверхности по длинному кабелю. При этом стоят такие работы под водой от десятков до сотен тысяч долларов за день эксплуатации аппарата.
План Houston Mechatronics — «обрезать» этот кабель, одновременно избавив клиентов от необходимости участвовать в какие-либо операциях с его помощью. Для работы Aquanaut не нужна дополнительная поддержка с корабля. Он доплывет до места, трансформируется в подводного рабочего, а затем, с помощью инструментов, которые при нем же — во внутреннем отсеке — сделает все необходимое. Робот работает под присмотром людей, а не из-за их непосредственного вмешательства и контроля.
По словам сооснователя и технического директора Houston Mechatronics Ника Рэдфорда, Aquanaut станет более быстрым и дешевым в эксплуатации устройством, чем современные ROV. По его оценкам, стоимость работ Aquanaut будет значительно меньше 50% от нынешних затрат на такие работы.
Долгосрочные планы Houston Mechatronics — продавать услуги Aquanaut. Компания распределит небольшие парки роботов по Северному морю или побережью Калифорнии, и нефтегазовым компаниям нужно будет только запросить выполнение определенной задачи. Затем Houston Mechatronics назначит на эту работу ближайшего робота. Ник Рэдфорд говорит, что для управления одним традиционным ROV нужно около семи человек. Для запуска семи Aquanaut потребуется только один оператор. Робот может быть развернут как с небольшой лодки, так и сброшен с вертолета.
В будущем компания рассчитывает создать уменьшенную версию робота, который будет преодолевать бо́льшие расстояния и работать на глубине до 3 тыс. метров, например, в Мексиканском заливе.
Время для реализации такого проекта подходящее, считают эксперты. По словам Чака Ричардса, одного из первопроходцев в подводных технологиях, низкие цены на нефть за последние несколько лет сократили прибыли и привели к усилению конкуренции среди нефтегазовых компаний. Это стимулирует внедрение новых технологий.
Чак Ричардс, чья фирма С.А. Richards & Associates поставляет оборудование десяткам компаний, работающим в этом сегменте, в том числе и Houston Mechatronics, объясняет, что, хотя отрасль, скорее всего, будет осторожна с такими инновациями, как Aquanaut, возможности этого робота будут тщательно изучены.
Он объясняет, что, когда преимущества коммерческого использования технологии ROV стали очевидными после ее внедрения в 1970-х годах, индустрия стремилась активно применять ее, хотя вначале было очень сложно. Так же будет и с более автоматизированными роботами, как Aquanaut, считает он.
Но коммерческое использование — не единственный способ монетизации Aquanaut. Компания сможет работать также с проектами в оборонной промышленности, на госзаказ.
Из 75 сотрудников Houston Mechatronics более двух десятков работали в NASA. Ник Рэдфорд провел 14 лет, работая над передовыми робототехническими проектами в Космическом центре имени Джонсона NASA в Хьюстоне.
Чтобы проверить Aquanaut в контролируемых условиях, компания Houston Mechatronics доставила робота в один из крупнейших крытых бассейнов в мире — Лабораторию нейтральной плавучести NASA (NBL), где космонавты готовятся к работе в условиях невесомости. Она настолько велика, что в ней можно было бы разместить макеты основных модулей Международной космической станции в реальную величину.
Трёхдневное тестирование Aquanaut завершилось успешно. С момента основания в 2014 году Houston Mechatronics Ник Рэдфорд и соучредители — Мэтт Ондлер и Рег Берка — привлекли более 23 млн долларов венчурных инвестиций.
Первая демонстрация Aquanaut в открытой воде, вероятно, состоится в августе во время испытаний военно-морской техники в Род-Айленде.
В отличие от обычных беспилотных подводных аппаратов, Aquanaut действует максимально автономно, используя свои сенсорные и вычислительные системы.
В существовавших на данный момент устройствах необходимо было участие оператора, который управляет рабочим процессом в режиме реального времени, пишет IEEE Spectrum.
Aquanaut — это и подводная лодка, и трансформер с двумя манипуляторами в виде рук. Помимо способности глубоководного погружения и высокой автономности, он также будет дешевле существующих на рынке решений. Кроме того, он способен самостоятельно добираться до места работы и плыть обратно. Робот может преодолевать расстояния до 200 км.
У Aquanaut два рабочих состояния: подводная лодка и автономный глубоководный робот, способный выполнять различные манипуляции. До объекта, с которым предстоит работать, он доплывает в режиме подводной лодки. В этом же виде он осматривает оборудование, расположенное на морском дне. Затем, когда он на месте, а осмотр завершен, поднимается верхняя часть корпуса, открывая для работы две массивные руки и голову.
На голове расположены стереокамера, 3D-сенсор и гидролокатор. Руки оснащены датчиками нажатия и зубцами для захвата. В этом режиме робот способен захватывать инструменты и управлять клапанами, которые контролируют поток углеводородов на поверхность. На трансформацию уходит примерно 30 секунд. Питается аппарат от батареи, аналогичной той, что устанавливают в электрокары.
Большая часть морской нефтегазовой промышленности — это работа на платформах, где люди проводят подводные буровые работы. Чтобы выполнить работы по текущему обслуживанию скважины, необходимо повернуть некоторые клапаны. Скважины расположены глубоко под водой — ниже 300 метров, где обычно не работают водолазы. И единственный способ сделать это — использовать роботизированный аппарат.
Многие годы для работы на глубоководных скважинах отправляли дистанционно управляемый подводный аппарат или ROV (remotely operated underwater vehicle) — телеуправляемый и необитаемый.
ROV не может работать самостоятельно, обычно он имеет низкую или нулевую автоматизацию. Ему необходимо вспомогательное судно с высококвалифицированным персоналом, который будет им управлять с поверхности по длинному кабелю. При этом стоят такие работы под водой от десятков до сотен тысяч долларов за день эксплуатации аппарата.
План Houston Mechatronics — «обрезать» этот кабель, одновременно избавив клиентов от необходимости участвовать в какие-либо операциях с его помощью. Для работы Aquanaut не нужна дополнительная поддержка с корабля. Он доплывет до места, трансформируется в подводного рабочего, а затем, с помощью инструментов, которые при нем же — во внутреннем отсеке — сделает все необходимое. Робот работает под присмотром людей, а не из-за их непосредственного вмешательства и контроля.
По словам сооснователя и технического директора Houston Mechatronics Ника Рэдфорда, Aquanaut станет более быстрым и дешевым в эксплуатации устройством, чем современные ROV. По его оценкам, стоимость работ Aquanaut будет значительно меньше 50% от нынешних затрат на такие работы.
Долгосрочные планы Houston Mechatronics — продавать услуги Aquanaut. Компания распределит небольшие парки роботов по Северному морю или побережью Калифорнии, и нефтегазовым компаниям нужно будет только запросить выполнение определенной задачи. Затем Houston Mechatronics назначит на эту работу ближайшего робота. Ник Рэдфорд говорит, что для управления одним традиционным ROV нужно около семи человек. Для запуска семи Aquanaut потребуется только один оператор. Робот может быть развернут как с небольшой лодки, так и сброшен с вертолета.
В будущем компания рассчитывает создать уменьшенную версию робота, который будет преодолевать бо́льшие расстояния и работать на глубине до 3 тыс. метров, например, в Мексиканском заливе.
Время для реализации такого проекта подходящее, считают эксперты. По словам Чака Ричардса, одного из первопроходцев в подводных технологиях, низкие цены на нефть за последние несколько лет сократили прибыли и привели к усилению конкуренции среди нефтегазовых компаний. Это стимулирует внедрение новых технологий.
Чак Ричардс, чья фирма С.А. Richards & Associates поставляет оборудование десяткам компаний, работающим в этом сегменте, в том числе и Houston Mechatronics, объясняет, что, хотя отрасль, скорее всего, будет осторожна с такими инновациями, как Aquanaut, возможности этого робота будут тщательно изучены.
Он объясняет, что, когда преимущества коммерческого использования технологии ROV стали очевидными после ее внедрения в 1970-х годах, индустрия стремилась активно применять ее, хотя вначале было очень сложно. Так же будет и с более автоматизированными роботами, как Aquanaut, считает он.
Но коммерческое использование — не единственный способ монетизации Aquanaut. Компания сможет работать также с проектами в оборонной промышленности, на госзаказ.
Из 75 сотрудников Houston Mechatronics более двух десятков работали в NASA. Ник Рэдфорд провел 14 лет, работая над передовыми робототехническими проектами в Космическом центре имени Джонсона NASA в Хьюстоне.
Чтобы проверить Aquanaut в контролируемых условиях, компания Houston Mechatronics доставила робота в один из крупнейших крытых бассейнов в мире — Лабораторию нейтральной плавучести NASA (NBL), где космонавты готовятся к работе в условиях невесомости. Она настолько велика, что в ней можно было бы разместить макеты основных модулей Международной космической станции в реальную величину.
Трёхдневное тестирование Aquanaut завершилось успешно. С момента основания в 2014 году Houston Mechatronics Ник Рэдфорд и соучредители — Мэтт Ондлер и Рег Берка — привлекли более 23 млн долларов венчурных инвестиций.
Первая демонстрация Aquanaut в открытой воде, вероятно, состоится в августе во время испытаний военно-морской техники в Род-Айленде.
