Επικοινωνίες και έλεγχος

Πίστωση: Cellula Robotics

Το 2025, η ecoSUB Robotics και η Sonardyne σημείωσαν μια σημαντική ανακάλυψη στις αυτόνομες υποβρύχιες επιχειρήσεις, επιδεικνύοντας υποβοηθούμενη πλοήγηση τοποθετημένη στον βυθό και αυτόνομη εκτόξευση AUV — μια δυνατότητα που ωθεί τα όρια των δυνατοτήτων των υποθαλάσσιων συστημάτων.

Οι εταιρείες ανέπτυξαν κόμβους βυθού που συνδυάζουν τις ακουστικές επικοινωνίες Compatt 6 της Sonardyne με ένα παθητικό σύστημα εξαιρετικά βραχείας γραμμής βάσης (USBL) για τη δημιουργία πλήρως αυτόνομων σημείων εκτόξευσης υποθαλάσσιων κόμβων ικανών να παραμείνουν αδρανείς για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Κάθε κόμβος στεγάζει ένα ecoSUB AUV μέσα σε έναν ειδικό σωλήνα εκτόξευσης, το οποίο παραμένει σε αδρανοποίηση μέχρι να ενεργοποιηθεί ακουστικά ή από μια καθορισμένη σκανδάλη.

Μόλις αφυπνιστεί, το ecoSUB AUV θέτει τον κόμβο σε λειτουργία, απελευθερώνεται και πετάει από τον σωλήνα εκτόξευσης. Το AUV ξεκινά την αποστολή του χωρίς GNSS, λαμβάνοντας αντ' αυτού ακριβείς ακουστικές ενημερώσεις θέσης από τον κόμβο σε αποστάσεις έως και 600 μέτρα. Με ένα δίκτυο τεσσάρων κόμβων, αυτή η αρχιτεκτονική κλιμακώνεται σε κάλυψη ευρείας περιοχής και συντονισμένη απόκριση πολλαπλών AUV.

Τον Ιούνιο του 2026, κατά τη διάρκεια της επίδειξης του Smart Sound Connect Subsurface στο Ηνωμένο Βασίλειο, οι ecoSUB και Sonardyne παρουσίασαν αυτήν την ιδέα σε ένα πραγματικό λειτουργικό περιβάλλον. «Η επίδειξη έδειξε πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί η υποβοηθούμενη πλοήγηση τοποθετημένη στον βυθό, αλλά και πώς οι πλατφόρμες ecoSUB μπορούν να εκμεταλλευτούν αυτήν την υποδομή, δείχνοντας τις σημαντικές δυνατότητες για αυτό το είδος αυτόνομης υποθαλάσσιας λειτουργίας», δήλωσε ο Iain Vincent, Διευθυντής και Γενικός Διευθυντής της ecoSUB Robotics.

Το έργο Smart Sound Connect Subsurface, με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο του Πλύμουθ σε συνεργασία με το Plymouth Marine Laboratory (PML), είδε πλατφόρμες από τις ACUA Ocean, ecoSUB Robotics, Seaber και Sonardyne να συνεργάζονται πάνω και κάτω από την επιφάνεια.

Κατά τη διάρκεια της επίδειξης, τόσο το Seaber AUV του Πανεπιστημίου του Πλύμουθ όσο και ένα ecoSUB AUV πλοηγήθηκαν ταυτόχρονα χρησιμοποιώντας μόνο τον πίνακα κόμβων του βυθού. Στην επιφάνεια, ένα PIONEER USV από την ACUA Ocean παρακολούθησε και έλεγξε ένα ecoSUB AUV χρησιμοποιώντας ένα σύστημα εντοπισμού θέσης Sonardyne Ranger 2 Gyro USBL. Το USV συνέλεξε επίσης ασύρματα δεδομένα από έναν μόνιμα αναπτυγμένο ακουστικό Doppler current profiler Sonardyne Origin 600, και η εταιρεία μηχανικής ναυτιλιακού λογισμικού Marine AI επέδειξε την ικανότητα συνέχισης της πλοήγησης, ακόμη και όταν το GNSS διακόπτεται, χρησιμοποιώντας το SPRINT-Nav της Sonardyne.

Η Seaber Yuco και η ecoSUB Robotics αναπτύσσονται από τον Echo Explorer της Sonardyne στην επίδειξη Smart Sound Connect Subsurface. Πίστωση: Sonardyne

Από το κέντρο απομακρυσμένων επιχειρήσεων του PML, οι επισκέπτες είχαν τη δυνατότητα να παρακολουθούν ζωντανές ροές, που έδειχναν παρακολούθηση και τηλεμετρία δεδομένων από τα AUV και το Origin 600 ADCP της Sonardyne προς το PIONEER USV. Πίστωση: Πανεπιστήμιο του Πλύμουθ/Plymouth Marine Laboratory

Ένα πρωτοποριακό USV από την ACUA Ocean στην επίδειξη Smart Sound Connect Subsurface. Πίστωση: ACUA Ocean

Δύο από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην εργασία με τη θαλάσσια ρομποτική είναι η διαλειτουργικότητα πολλαπλών πλατφορμών, επιφανειακών και υποθαλάσσιων, σε ένα περιβάλλον πολλαπλών οργανισμών, δήλωσε ο Aidan Thorn, Διευθυντής Ανάπτυξης Επιχειρήσεων, στη Sonardyne. «Δείξαμε πώς μπορεί να γίνει αυτό σε ένα ζωντανό περιβάλλον – με ένα κοινό στο κέντρο τηλεχειρισμού της PML».

Οι κόμβοι πλοήγησης βυθού που χρησιμοποιούν παθητικό USBL μετατοπίζουν την «ευφυΐα» του συστήματος εντοπισμού θέσης από την επιφάνεια στον βυθό, όπου μπορεί να υποστηρίξει μικρούς στόλους AUV που δεν χρειάζονται σημαντικά πακέτα πλοήγησης και επικοινωνίας, λέει.

Καθώς τα υποθαλάσσια οχήματα, τα συστήματα βυθού και οι επιφανειακές πλατφόρμες καλούνται να λειτουργούν μακρύτερα από τα σκάφη υποστήριξης, να παραμένουν ανεπτυγμένα για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και να μεταφέρουν πιο ικανά ωφέλιμα φορτία, η διαθεσιμότητα ενέργειας είναι κεντρικής σημασίας για τον σχεδιασμό αποστολών, τον σχεδιασμό συστημάτων και το κόστος λειτουργίας. Η NautiGEN, μια εταιρεία θαλάσσιας υδρογόνου που ιδρύθηκε από την Cellula Robotics, έχει αναπτύξει συστήματα κυψελών καυσίμου για να επεκτείνει την αντοχή πέρα από την ισχύ της μπαταρίας. Η αρχιτεκτονική διαχωρίζει τον σταθμό παραγωγής ενέργειας κυψελών καυσίμου από το αποθηκευμένο υδρογόνο και οξυγόνο που τον τροφοδοτούν, επιτρέποντας την αύξηση της ενέργειας αποστολής μέσω της αποθήκευσης. Για τους κατασκευαστές και τους ολοκληρωτές, αυτό προσφέρει μια πιο ευέλικτη οδό για την εξισορρόπηση της αντοχής, της ενέργειας ωφέλιμου φορτίου, της εμβέλειας και της διαθεσιμότητας αποστολής. Οι αρχικές εφαρμογές περιλαμβάνουν υποθαλάσσια οχήματα, στατικά συστήματα ισχύος βυθού και επιφανειακά μη επανδρωμένα συστήματα.

Η τεχνολογική βάση έχει ήδη επιδειχθεί σε υποθαλάσσιο περιβάλλον. Το σύστημα κυψελών καυσίμου τροφοδότησε ένα AUV Envoy της Cellula Robotics σε μια αποστολή άνω των 2.000 χιλιομέτρων πλήρως βυθισμένου σε διάστημα 385 ωρών συνεχούς λειτουργίας, συμπεριλαμβανομένων πάνω από 4.000 μη γραμμικών ελιγμών. Η επίδειξη επιτεύχθηκε χρησιμοποιώντας την τεχνολογία κυψελών καυσίμου υδρογόνου που αναπτύχθηκε από την Infinity Fuel Cell και την Hydrogen, Inc.

Κατά την ανακοίνωση ενός μνημονίου συμφωνίας με την Integer Technologies, ο Alex Johnson, Διευθυντής Προϊόντων της Cellula Robotics, τόνισε την ανάγκη για επίγνωση του συστήματος και εμπιστοσύνη στην αποστολή σε υποθαλάσσιες επιχειρήσεις μεγάλης εμβέλειας. Η συμφωνία θεσπίζει ένα πλαίσιο συνεργασίας για την ενσωμάτωση του λογισμικού χειριστή DIGIT COMMAND της Integer με το λογισμικό ελέγχου αποστολής της Cellula για τις πλατφόρμες UUV. Το DIGIT COMMAND είναι ένας διαχειριστής αποστολών πολλαπλών πρακτόρων σχεδιασμένος για χειριστές στην ακτή, ο οποίος τροφοδοτεί την υπάρχουσα διοίκηση και έλεγχο με ένα επίπεδο υποστήριξης αποφάσεων σε όλες τις επιχειρήσεις. Η πλατφόρμα διασφάλισης αποστολής DIGIT της Integer συνδυάζει ψηφιακά δίδυμα υψηλής πιστότητας με περιβαλλοντικές προβλέψεις σε πραγματικό χρόνο, ώστε οι χειριστές να μπορούν να αξιολογούν, να συντονίζουν και να προσαρμόζουν τα σχέδια αποστολής. Ενσωματώνοντας δεδομένα αισθητήρων σε πραγματικό χρόνο με μοντέλα που βασίζονται στη φυσική, οι πλατφόρμες μπορούν να προσαρμόζονται αυτόματα στις εξελισσόμενες απειλές.

«Η επόμενη γενιά αμυντικής τεχνολογίας θα καθοριστεί από λογισμικό που μπορεί να προβλέπει, όχι απλώς να ανταποκρίνεται», δήλωσε ο Duke Hartman, Διευθύνων Σύμβουλος της Integer. «Από την ενδοσκόπηση σε επίπεδο πλατφόρμας έως την ενορχήστρωση του παγκόσμιου στόλου, το DIGIT παρέχει την αρχιτεκτονική λογισμικού για να κερδίσει τη μάχη. Αντιπροσωπεύει μια θεμελιώδη στροφή προς την τεχνολογία με επίγνωση της αποστολής, δίνοντας στους χειριστές και τα αυτόνομα συστήματα την προνοητικότητα να λαμβάνουν σίγουρες αποφάσεις για την επίτευξη επιτυχημένων αποτελεσμάτων αποστολών».

Το Πανεπιστήμιο Florida Atlantic (FAU) προωθεί την τεχνολογία υποθαλάσσιων επικοινωνιών με επιχορήγηση ενός εκατομμυρίου δολαρίων μέσω του AUKUS Maritime Innovation Challenge, μιας πρωτοβουλίας αμυντικής καινοτομίας που υποστηρίζεται από τον Επιταχυντή Προηγμένων Στρατηγικών Δυνατοτήτων της Αυστραλίας, τον Επιταχυντή Άμυνας και Ασφάλειας του Ηνωμένου Βασιλείου και τη Μονάδα Καινοτομίας Άμυνας των Ηνωμένων Πολιτειών.

Το έργο, με επικεφαλής το Κέντρο Συνδεδεμένης Αυτονομίας και Τεχνητής Νοημοσύνης (CA-AI) της FAU σε συνεργασία με την Hydromea, στοχεύει στην ανάπτυξη ενός συστήματος υποβρύχιας επικοινωνίας και δικτύωσης επόμενης γενιάς, σχεδιασμένου να βοηθά τα αυτόνομα υποβρύχια οχήματα, τους αισθητήρες του βυθού και τους ναυτιλιακούς φορείς να μοιράζονται πληροφορίες πιο γρήγορα, αξιόπιστα και με ασφάλεια.

«Τα σημερινά υποβρύχια συστήματα επικοινωνίας συνήθως αναγκάζουν τους χειριστές να επιλέξουν μεταξύ εμβέλειας και ταχύτητας», δήλωσε ο Γιώργος Σκλιβανίτης, Ph.D., κύριος ερευνητής στο FAU. «Τα ακουστικά σήματα επικοινωνίας μπορούν να ταξιδέψουν σε μεγάλες αποστάσεις αλλά προσφέρουν περιορισμένο εύρος ζώνης, ενώ οι οπτικές επικοινωνίες μπορούν να μεταδώσουν δεδομένα γρήγορα αλλά μόνο σε μικρές αποστάσεις».

Η λύση FAU-Hydromea θα συνδυάζει και τις δύο τεχνολογίες σε μια ενιαία προγραμματιζόμενη πλατφόρμα. Οι ακουστικοί σύνδεσμοι μεγάλης εμβέλειας θα παρέχουν ανθεκτικές επικοινωνίες εντολών και ελέγχου, ενώ οι σύνδεσμοι ορατού φωτός υψηλής ταχύτητας θα επιτρέπουν την ταχεία ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ κοντινών αυτόνομων οχημάτων και αισθητήρων. Το σύστημα θα είναι ικανό να προσαρμόζεται στις μεταβαλλόμενες υποβρύχιες συνθήκες και να διατηρεί τη συνδεσιμότητα ακόμη και σε περιβάλλοντα με συμφόρηση ή προκλήσεις.

Γιώργος Σκλιβανίτης, Ph.D., κύριος ερευνητής στο FAU. Πίστωση: FAU

Οι ερευνητές προβλέπουν ότι η τεχνολογία θα προσφέρει μια πορεία προς τη μελλοντική επιχειρησιακή ανάπτυξη για τις συμμαχικές ναυτικές δυνάμεις, υποστηρίζοντας παράλληλα ευρύτερες εφαρμογές στην επιστημονική έρευνα, την περιβαλλοντική παρακολούθηση και τις υπεράκτιες βιομηχανίες.