Subsea: El futuro de los vehículos no tripulados

“El papel de la autonomía en UUV es sin duda el avance más significativo en nuestra industria desde mi perspectiva. No solo el surgimiento y la capacidad de la autonomía, sino que la forma en que consideramos, usamos y desplegamos la autonomía y las tecnologías autónomas es realmente importante para dónde estamos y hacia dónde nos dirigimos como industria. Estamos trasladando tecnologías autónomas a vehículos que siempre han sido "operados a distancia" o incluso tripulados para lograr más eficiencia y capacidad. Estamos realmente borrando la línea

"Estamos moviendo tecnologías autónomas a vehículos que siempre han sido" operados a distancia "o incluso tripulados para obtener más eficiencia y capacidad. Realmente estamos borrando las líneas entre "ROV" y "AUV" y minimizamos la diferencia técnica entre tripulados y no tripulados. "Ben Kinnaman, CEO de Greensea Systems, Inc."

Bob Melvin, el vicepresidente de ingeniería de Teledyne Marine Systems

Graham Lester, Vicepresidente Senior de Ventas y Marketing, Hydroid © Cutrona

Matt Bates, Director, Saab Seaeye Ltd., ve la demanda en todos los segmentos del mercado de robótica inteligente para abordar una creciente gama de tareas de la manera más rentable.

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Los vehículos submarinos de todas las formas y tamaños han evolucionado enormemente en los últimos años, ya que una confluencia de comunicaciones, tecnologías electrónicas y de autonomía han conspirado para aumentar la precisión, la duración y la eficiencia de dichos sistemas. MTR llamó a algunos líderes clave de la industria para discutir el camino a seguir.

"Creo que hay dos motores actuales del mercado que obligan a la industria a desarrollar y adoptar tecnologías que hacen que los vehículos submarinos sean más eficientes y efectivos", dijo Ben Kinnaman, CEO de Greensea Systems, Inc. "Primero, el mercado realmente quiere usar vehículos en miniatura y realizar el potencial prometido a largo plazo de estos sistemas. Segundo, necesitamos obtener más valor de nuestros operadores humanos ".

Kinnaman tiene una perspectiva única, ya que Greensea Systems Inc., que fundó en 2006, es un líder en tecnología de control de navegación y vehículos y es el creador de OPENSEA, un marco de software de arquitectura abierta para robótica marina en varios sectores de vehículos.

"Desarrollamos software y hardware que revolucionan la relación de trabajo entre las personas y las máquinas tanto en la superficie del océano como debajo de ella", dijo Kinnaman, quien, al igual que muchos en el sector, comenzó a trabajar con vehículos como piloto de ROV después de dejar una carrera de buceo. . Ahora estoy enfocado en qué vehículos podrían ser para la próxima generación de la industria submarina ".

Kinnaman ha sido una de las principales voces en el objetivo de cambiar lo que percibe como la mentalidad de "atornillado" de la industria. "Los fabricantes de sensores y vehículos están vendiendo el sueño y el mercado está comprando, pero el viejo modelo de adopción de tecnología donde compramos un nuevo sensor y lo atamos a un sistema existente no va a funcionar", dijo Kinnaman. “Para aprovechar este potencial y cumplir con lo que el mercado espera, la industria debe buscar soluciones tecnológicas para hacer que estos sistemas sean realmente eficientes y efectivos en las manos del operador. La integración completa y la eficiencia de las tareas es el único camino real hacia adelante para estos sistemas. Tenemos que abordar cómo entregar un sistema que haga lo que el operador pretende que haga, fácilmente ".
AUVs

"Hace dos años asistí a un taller en Rice University moderado por el Subsea Systems Institute donde las principales compañías de petróleo y gas, sus proveedores y los fabricantes de vehículos submarinos pasaron el día generando una estrategia de desarrollo para AUV para aplicaciones submarinas", dijo Bob Melvin, Vicepresidente de Ingeniería en Teledyne Marine Systems. “Sus solicitudes número uno fueron hacer sistemas submarinos que puedan realizar tareas submarinas. Para alcanzar este objetivo, se reconoce que el sector comercial deberá aprovechar los avances realizados en el sector de defensa. Pero para que esto se convierta en realidad, los operadores deben poder confiar en que el AUV cumplirá su misión y regresará con datos utilizables, o tomará una acción alternativa ".

Imagen: Teledyne Marine Systems

Melvin es un ejecutivo de la industria de larga data. Durante los últimos 10 años, ha sido responsable de supervisar la ingeniería de los vehículos autónomos de Teledyne, que incluyen los AUV de Gavia, el planeador Slocum y recientemente los USV de SeaBotix ROV y Oceanscience. Anteriormente a Teledyne, fue el gerente de ingeniería en Hydroid, donde también fue el gerente del programa que trabaja con el equipo de EOD de la Armada de los EE. UU. En el desarrollo de la versión de pez espada de REMUS-100.

De acuerdo con Graham Lester, Vicepresidente Senior de Ventas y Mercadeo de Hydroid, Graham Lester, Vicepresidente Senior de Ventas y Marketing de Hydroid, es la principal fuente de energía y disponibilidad. “Los clientes están buscando fuentes de energía mejoradas para permitir una mayor resistencia y sensores de carga útil más grandes. Además, están buscando un mejor posicionamiento submarino y comunicaciones a través del agua. El deseo es avanzar hacia una presencia sostenida donde podamos, no solo, sentir el entorno, sino que podemos afectarlo y reaccionar ante él ".

Lester tiene más de 30 años de experiencia con equipos militares, oceanográficos, de alta mar e hidrográficos, incluida una comprensión detallada de los vehículos submarinos y sus aplicaciones. Supervisa los equipos de ventas y marketing de Hydroid en EE. UU. E internacionales, así como el servicio al cliente y la capacitación. Además, colabora con otras entidades de Kongsberg para desarrollar estrategias de crecimiento en el mercado de robótica marina.

Si bien las soluciones técnicas son puntos obvios de investigación y trabajo, la asequibilidad general de los sistemas podría ser el verdadero motor de crecimiento que finalmente haga que el mercado de AUV sea más general.

“Riptide está trabajando con numerosos proveedores de sensores submarinos para llevar nuevas capacidades al mercado de manera rentable y eficiente. El micro-UUV ofrece una gran flexibilidad para las cargas útiles que puede ofrecer, y se ha construido en docenas de configuraciones. Con un límite de profundidad de 300 m y una resistencia estándar de más de 30 horas con baterías alcalinas, es una plataforma extremadamente capaz. Riptide se encuentra actualmente en proceso de fabricar su primera serie de microUVU con calificación más profunda. Esté atento a las novedades de este innovador desarrollador de micro-UUV ". Jeffrey M. Smith, presidente de Riptide Autonomous Solutions

"Riptide está trabajando con numerosos proveedores de sensores submarinos para llevar nuevas capacidades al mercado de manera rentable y eficiente", dijo Jeffrey M. Smith, presidente de Riptide Autonomous Solutions. “El micro-UUV ofrece una gran flexibilidad para las cargas útiles que puede ofrecer, y se ha construido en docenas de configuraciones. Con un límite de profundidad de 300 m y una resistencia estándar de más de 30 horas con baterías alcalinas, es una plataforma extremadamente capaz. Riptide se encuentra actualmente en proceso de fabricar su primera serie de micro-UUV con calificación más profunda ".

Riptide Autonomous Solutions entró en el mercado de AUV como un factor de interrupción en el pequeño espacio de vehículos submarinos autónomos. En 2018, lanzó el micro-UUV MkII a plena producción. El micro-UUV MkII fue un importante avance en el diseño de Riptide e incorporó componentes moldeados en lugar de impresos en 3D y una importante evolución de la electrónica. Los tableros electrónicos MkII de Riptide redujeron la potencia del hotel del vehículo a 3.8 vatios, proporcionando más potencia para las cargas útiles y una mayor resistencia del vehículo. Con esta actualización electrónica, también pudo reducir significativamente el cableado interno, simplificando el diseño, aumentando su robustez y haciendo que el vehículo sea más amigable para el operador.

ROVs
El lado ROV de la ecuación del vehículo es más maduro que los AUV, y también está evolucionando para aprovechar las tendencias tecnológicas emergentes. El hecho de que un ROV esté atado es tanto una fuerza como una debilidad, ya que la atadura lleva y permite una potencia significativamente mayor, pero también limita su alcance y maniobrabilidad.

Desde su fundación en 1986, Saab Seaeye ha sido pionero en innovaciones que han ayudado a transformar la industria de la robótica submarina, incluidos los propulsores de CC sin escobillas, la distribución eficiente de energía de alta frecuencia, los sistemas de control distribuido inteligente y el uso de plásticos y compuestos en la construcción de vehículos, dijo Matt Bates. , Director, Saab Seaeye Ltd.

Saab Seaeye Sabertooth. Un recurso híbrido que ofrece capacidades autónomas y residentes del fondo marino. De archivo: Saab Seaeye

La carrera de Bates ha estado involucrada con los sistemas submarinos. "Después de graduarme con una licenciatura en sistemas de ingeniería, comencé a trabajar en sistemas submarinos en la industria de la defensa", dijo Bates. "Hace 25 años me uní a Seaeye como Director de Electrónica desde que ocupé diversos cargos técnicos y de gestión y ahora soy Director de Ventas y Marketing".

Por el lado del ROV, Bates dijo que “la rentabilidad y la seguridad operacional son, con mucho, los motores clave del mercado. Para lograr esto, los mercados están buscando las mejores soluciones de sistemas posibles al menor costo real posible al buscar sistemas UUV que satisfagan cuatro principios centrales: seguridad; capacidad del vehículo; confiabilidad; y el uso de tecnologías inteligentes.

Blue Robotics es un factor disruptivo en el espacio de ROV, su misión es hacer que los componentes y vehículos de alta calidad y bajo costo hagan que la robótica marina sea más accesible. "Comenzamos con una campaña de Kickstarter en 2014 para el T100, un propulsor submarino, y desde entonces hemos lanzado más de 200 productos habilitadores, incluido el vehículo subacuático de operación remota BlueROV2", dijo Rustom 'Rusty' Jehangir, fundador y director ejecutivo de Blue Robotics. "Hoy, contamos con un equipo de 30 personas en Torrance, California, donde diseñamos nuestros productos, los fabricamos y los enviamos a miles de clientes en todo el mundo".

Curiosamente, los antecedentes de Jehangir son en ingeniería aeroespacial y drones. "Nunca había hecho nada relacionado con el submarino antes de iniciar Blue Robotics", dijo. "Eso llevó a una curva de aprendizaje empinada, pero a un enfoque nuevo (y quizás a veces ingenuo) de lo que estamos haciendo".
"Desde el punto de vista tecnológico, creo que las cosas se están impulsando a través de la adopción de tecnología de otras industrias y de llevarla al espacio submarino", dijo Jehangir. “Por ejemplo, nuestra compañía está aprovechando una gran cantidad de tecnología, electrónica y software que se desarrolló para la industria de aviones no tripulados. Al aprovechar esa tecnología, podemos ofrecer capacidades que están años por delante del status quo pero a un precio más bajo. Creo que continuaremos viendo eso en toda la industria ".

Rustom Jehangir, fundador y CEO de Blue Robotics

"Siento que los productos abiertos y de bajo costo en el mercado de compañías como Blue Robotics, OpenROV, Riptide AS, y otros, han dado un gran paso para convertir a los UUV en la corriente principal", dijo Jehangir.

Independientemente de la tecnología desplegada, Bates of Saab Seaeye sostiene que la capacidad de abordar la gama más amplia de tareas bajo el agua abre la posibilidad de lograr más en más mercados que, junto con el impulso de seguridad general para reducir la intervención de buceo tripulado, continúa aumentando el uso De UUVs, dijo Bates. “La demanda para lograr más tareas utilizando la solución robótica más compacta posible, proviene de una unidad para reducir el espacio de la cubierta y el tamaño de la embarcación y reducir el tiempo y los costos de movilización, mientras que al mismo tiempo puede trabajar en corrientes más fuertes o aguas más profundas, lo que Viene naturalmente de soluciones compactas y más eficientes ".

Hay más conductores de mercado y escenarios de uso que vehículos, y no hay una solución de 'bala de plata', 'no hay una solución única para todos'. “Los distintos segmentos de mercado tienen algunas necesidades y entornos muy específicos a considerar. Por ejemplo, la naturaleza de alta corriente de aguas poco profundas de la instalación de energías renovables y el trabajo de IRM difiere de las aplicaciones de intervención y construcción de petróleo y gas de aguas profundas. Además, las actividades de desmantelamiento nuclear exigen que se completen diferentes tareas, en comparación con las aplicaciones de acuicultura o ciencias marinas, y, por supuesto, sus entornos son muy diferentes. El mercado exige una amplia gama de plataformas y un alto grado de personalización para las necesidades específicas del sector.

En este sentido, Bates cuenta con el ecosistema iCON de Saab Seaeye de bloques de construcción robóticos inteligentes y el desarrollo de la plataforma de vehículo híbrido Sabertooth con sus capacidades autónomas y residentes en el fondo marino como buenos ejemplos de productos y capacidades desarrollados específicamente para permitir y atender estas demandas clave del mercado.

El camino por delante
Si bien existen diferencias obvias entre los AUV y los ROV, algunos como Kinnaman of Greensea ven las líneas de diferenciación borrosas, en particular a medida que evoluciona la autonomía.

"La autonomía y las tecnologías de integración son los principales impulsores (tecnológicos)", dijo Kinnaman. “Las tecnologías autónomas en los sistemas de ROV nos están impulsando a reconsiderar cómo organizamos las operaciones en alta mar, permitiendo planes que involucran a los sistemas residentes y abriendo la opción de mantener a las cuadrillas en la playa en lugar de en alta mar. "Las tecnologías autónomas también están permitiendo la adopción de vehículos submarinos y sistemas robóticos marinos por parte de un grupo de usuarios mucho más amplio: técnicos de EOD, Fuerzas de Operaciones Especiales, personal de primera respuesta y proveedores de servicios de manejo de buques, por nombrar solo algunos".

Pero no se trata solo de la autonomía en sí misma, sino de cómo se integra esa autonomía en el sistema de imagen más grande, ya sea en AUV, ROV o UUV, e incluso en el elemento humano.

"El papel de la autonomía en UUV es sin duda el avance más significativo en nuestra industria desde mi perspectiva", dijo Kinnaman. “No solo el surgimiento y la capacidad de la autonomía, sino que la forma en que consideramos, usamos y desplegamos la autonomía y las tecnologías autónomas es realmente importante para dónde estamos y hacia dónde nos dirigimos como industria. Estamos trasladando tecnologías autónomas a vehículos que siempre han sido "operados a distancia" o incluso tripulados para lograr más eficiencia y capacidad. Realmente estamos borrando las líneas entre "ROV" y "AUV" y minimizamos la diferencia técnica entre tripulados y no tripulados. La autonomía nos permite realizar vehículos más inteligentes y más capaces con los que podemos trabajar en una variedad de capacidades, ya sea que los supervisemos o no. Este cambio de pensamiento hace que los UUV sean más comunes porque no es necesario ser un "operador de ROV" o un ingeniero para usarlos ".

Y si bien gran parte de la atención se desvía inevitablemente hacia las máquinas y la tecnología a bordo, Kinnaman está convencido de recordar el elemento humano de la interfaz hombre / máquina.

"El segundo impulsor del mercado que nos empuja a hacer que los vehículos sean más eficientes y efectivos se enfoca en obtener más valor de nuestros operadores", dijo Kinnaman. “Nuestro modelo tradicional de trabajo con vehículos se basó en un equipo de operaciones de vehículos, pilotos y técnicos, y expertos en la materia (PYME). Cuando buscamos controlar los costos, estamos considerando reducir la cantidad de personal requerido para las operaciones del vehículo y sacar más provecho de un equipo más pequeño. Entonces, ¿capacitamos a pilotos y técnicos de ROV para que sean pymes o formamos a pymes para que sean pilotos de ROV? O, ¿construimos mejores vehículos que no requieran técnicos en el sitio y que puedan volar con instrucción de alto nivel basada en tareas de las PYME? "

“Creo que en este último se ofrece la máxima eficiencia y eficacia, y las tecnologías autónomas desempeñan un papel más vital en las operaciones de ROV. "Tener una mayor autonomía dentro de los ROV también permitirá a un grupo de usuarios más amplio compuesto por operadores, que no tienen capacitación específica como pilotos y técnicos, adoptar vehículos submarinos como herramientas para realizar trabajos en y sobre el océano".