Как роботов используют под водой и что они умеют, «Чердаку» рассказал Александр Щербатюк, чл.-корр. РАН, руководитель Научно-образовательного центра «Подводная робототехника» Дальневосточного федерального университета и Института проблем морских технологий ДВО РАН, автор онлайн-курса «Введение в подводную робототехнику» проекта «Универсариум».
— Для чего можно использовать подводных роботов? Могут ли они искать затонувшие клады?
— Да, это очень большой сектор использования подводной робототехники. Он не афишируется, но если посмотреть по публикациям в специализированных СМИ, то многие успешно используют подводных роботов, чтобы искать и доставать предметы с затонувших кораблей.
Например, в фильме Republica прекрасно показана операция по подъему золотого запаса, утерянного во время гражданской войны в Америке, при помощи подводных роботов. Его перевозили, и во время шторма судно затонуло, его долго искали и вот, наконец, нашли — а там довольно большая сумма в золотых монетах.
— Раз уж мы вспомнили фильмы, может быть, эти роботы использовались при создании каких-то известных картин?
— Да, например российские глубоководные обитаемые аппараты «Мир-1» и «Мир-2» использовались при обследовании «Титаника». Позднее Камерон построил собственный аппарат The Deepsea Challenger и в 2012 году достиг в нем дна в районе Марианской впадины.
— Как выглядят подводные роботы и что они умеют?
— Они весят от 20 килограммов и более, в зависимости от оснащения, имеют рамную или торпедообразную конструкцию, и размер может составлять от одного до нескольких метров в длину.
Морской автономный робототехнический комплекс, разработанный НОЦ "Подводная робототехника". Фото: НОЦ "Подводная робототехника"
— А без человека на какие глубины роботы могут погружаться? Например, та же Марианская впадина им по силам?
— Японцы давно исследуют Марианскую впадину при помощи телеуправляемых аппаратов. Недавно и американцы создали очень совершенную машину, которая управлялась по оптоволокну. Правда, и японский, и американский аппарат были потеряны: работы в морских глубинах очень сложны из-за бешеного давления. Недаром человек начал осваивать океан гораздо позже, чем космос.
В России одной из профессиональных организаций, занимающихся морской робототехникой, является наш Институт проблем морских технологий ДВО РАН. Еще в Советском Союзе мы одними из первых в мире достигли глубины в шесть километров с помощью автономных аппаратов. Это произошло в 1980 году в Филиппинском море.
Сейчас наш институт продолжает создавать технику, которая работает на глубинах до шести километров. Можем и глубже, но это очень дорого, а смысла пока большого нет: то, что лежит ниже этой отметки, занимает меньше 5% общей площади дна Мирового океана. Основной же интерес для человека пока представляет шельф, глубины до 300 метров, где идет добыча нефти и газа.
Некоторые судостроительные компании также начали заниматься производством таких роботов, а крупные университеты начинают готовить специалистов в области морской техники.
— Основное промышленное применение подводных роботов связано с добычей полезных ископаемых?
— В любом деле существует финансовый двигатель. Конечно, основные заказчики этих работ — нефтяники, газовики и связисты, потому что по дну океана сейчас проложено много оптоволоконных кабелей, обеспечивающих связь между континентами, — их нужно обследовать и чинить. Например, иногда суда повреждают кабели, когда поднимают якоря, снимаясь со стоянки.
— А для спасательных работ автономные аппараты применяются?
— Да, в Советском Союзе мы начинали именно с обеспечения поисково-спасательных операций, в частности, подводной лодки «Комсомолец», затонувшей в Норвежском море.
— Но прежде, чем спасать людей или делать другие важные вещи, нужно оценить «способности» робота. Как их проверяют?
— Для этого среди них проводят соревнования. Они проводятся для разных возрастов: от школьников до аспирантов. Телеуправляемые роботы, которые управляются оператором по кабелю от поста управления, участвуют в соревнованиях МАТЕ ROV Competition. Например, Бауманский технический университет уже три года участвует в международных соревнованиях по телеуправляемым аппаратам, которые проводятся в разных городах Америки.
Команда по подводной робототехнике ДВФУ с телеуправляемым подводным роботом. Фото: НОЦ "Подводная робототехника"
Другие состязания проходят среди автономных необитаемых подводных аппаратов, которые пока менее распространены при решении профессиональных задач. Такие роботы сами «решают», как себя вести, опираясь на видео- и звуковую информацию с датчиков. Эти соревнования называются Robosub Competition и проходят в Сан-Диего (США). В Дальневосточном федеральном университете создана команда по подводной робототехнике, которая дважды побеждала на соревнованиях МАТЕ ROV Competition, а в соревнованиях Robosub Competition в 2013 году была третьей.
— Какие там были задачи?
— Например, аппарат должен с расстояния в 10 метров «увидеть» подводные ворота и пройти в них. Или, например, такое задание: в толще воды есть три шара разных цветов, и нужно коснуться того из них, цвет которого задан заранее. Еще одно задание — войти боком в перевернутые ворота.
Созданный студентами ДВФУ автономный подводный робот, которому не нужны команды оператора. Фото: НОЦ "Подводная робототехника"
Есть задачи, связанные с тем, что роботу нужно найти и вращать рычаг или сбивать предметы, установленные на штырьках. Все эти испытания являются прообразами реальных задач, стоящих перед необитаемыми подводными аппаратами. Например, задача на касание шара в реальной жизни не что иное, как разминирование.
— Для чего можно использовать подводных роботов? Могут ли они искать затонувшие клады?
— Да, это очень большой сектор использования подводной робототехники. Он не афишируется, но если посмотреть по публикациям в специализированных СМИ, то многие успешно используют подводных роботов, чтобы искать и доставать предметы с затонувших кораблей.
Например, в фильме Republica прекрасно показана операция по подъему золотого запаса, утерянного во время гражданской войны в Америке, при помощи подводных роботов. Его перевозили, и во время шторма судно затонуло, его долго искали и вот, наконец, нашли — а там довольно большая сумма в золотых монетах.
— Раз уж мы вспомнили фильмы, может быть, эти роботы использовались при создании каких-то известных картин?
— Да, например российские глубоководные обитаемые аппараты «Мир-1» и «Мир-2» использовались при обследовании «Титаника». Позднее Камерон построил собственный аппарат The Deepsea Challenger и в 2012 году достиг в нем дна в районе Марианской впадины.
— Как выглядят подводные роботы и что они умеют?
— Они весят от 20 килограммов и более, в зависимости от оснащения, имеют рамную или торпедообразную конструкцию, и размер может составлять от одного до нескольких метров в длину.
Морской автономный робототехнический комплекс, разработанный НОЦ "Подводная робототехника". Фото: НОЦ "Подводная робототехника"
— А без человека на какие глубины роботы могут погружаться? Например, та же Марианская впадина им по силам?
— Японцы давно исследуют Марианскую впадину при помощи телеуправляемых аппаратов. Недавно и американцы создали очень совершенную машину, которая управлялась по оптоволокну. Правда, и японский, и американский аппарат были потеряны: работы в морских глубинах очень сложны из-за бешеного давления. Недаром человек начал осваивать океан гораздо позже, чем космос.
В России одной из профессиональных организаций, занимающихся морской робототехникой, является наш Институт проблем морских технологий ДВО РАН. Еще в Советском Союзе мы одними из первых в мире достигли глубины в шесть километров с помощью автономных аппаратов. Это произошло в 1980 году в Филиппинском море.
Сейчас наш институт продолжает создавать технику, которая работает на глубинах до шести километров. Можем и глубже, но это очень дорого, а смысла пока большого нет: то, что лежит ниже этой отметки, занимает меньше 5% общей площади дна Мирового океана. Основной же интерес для человека пока представляет шельф, глубины до 300 метров, где идет добыча нефти и газа.
Некоторые судостроительные компании также начали заниматься производством таких роботов, а крупные университеты начинают готовить специалистов в области морской техники.
— Основное промышленное применение подводных роботов связано с добычей полезных ископаемых?
— В любом деле существует финансовый двигатель. Конечно, основные заказчики этих работ — нефтяники, газовики и связисты, потому что по дну океана сейчас проложено много оптоволоконных кабелей, обеспечивающих связь между континентами, — их нужно обследовать и чинить. Например, иногда суда повреждают кабели, когда поднимают якоря, снимаясь со стоянки.
— А для спасательных работ автономные аппараты применяются?
— Да, в Советском Союзе мы начинали именно с обеспечения поисково-спасательных операций, в частности, подводной лодки «Комсомолец», затонувшей в Норвежском море.
— Но прежде, чем спасать людей или делать другие важные вещи, нужно оценить «способности» робота. Как их проверяют?
— Для этого среди них проводят соревнования. Они проводятся для разных возрастов: от школьников до аспирантов. Телеуправляемые роботы, которые управляются оператором по кабелю от поста управления, участвуют в соревнованиях МАТЕ ROV Competition. Например, Бауманский технический университет уже три года участвует в международных соревнованиях по телеуправляемым аппаратам, которые проводятся в разных городах Америки.
Команда по подводной робототехнике ДВФУ с телеуправляемым подводным роботом. Фото: НОЦ "Подводная робототехника"
Другие состязания проходят среди автономных необитаемых подводных аппаратов, которые пока менее распространены при решении профессиональных задач. Такие роботы сами «решают», как себя вести, опираясь на видео- и звуковую информацию с датчиков. Эти соревнования называются Robosub Competition и проходят в Сан-Диего (США). В Дальневосточном федеральном университете создана команда по подводной робототехнике, которая дважды побеждала на соревнованиях МАТЕ ROV Competition, а в соревнованиях Robosub Competition в 2013 году была третьей.
— Какие там были задачи?
— Например, аппарат должен с расстояния в 10 метров «увидеть» подводные ворота и пройти в них. Или, например, такое задание: в толще воды есть три шара разных цветов, и нужно коснуться того из них, цвет которого задан заранее. Еще одно задание — войти боком в перевернутые ворота.
Созданный студентами ДВФУ автономный подводный робот, которому не нужны команды оператора. Фото: НОЦ "Подводная робототехника"
Есть задачи, связанные с тем, что роботу нужно найти и вращать рычаг или сбивать предметы, установленные на штырьках. Все эти испытания являются прообразами реальных задач, стоящих перед необитаемыми подводными аппаратами. Например, задача на касание шара в реальной жизни не что иное, как разминирование.
Екатерина Боровикова