Миниатюрный дрон Hydrus исследует океан: как воздушный беспилотник, только под водой (видео)
Беспилотник "летает" на глубине до 3 км и снимает подводный мир камерой с разрешением 4K. Благодаря инновационной электронике и полностью беспроводному дизайну удалось достичь малых размеров дрона.
Австралийская компания Advanced Navigation создала миниатюрный автономный подводный аппарат размером чуть больше пол-литрового бокала, который, как она надеется, станет морским эквивалентом обычного воздушного потребительского дрона. О нем рассказывает сайт IEEE Spectrum.
Новый аппарат уже начал картографирование и мониторинг коралловых рифов Австралии и поиска обломков кораблей. Сиднейская компания Advanced Navigation разрабатывает технологию подводных аппаратов более десяти лет. Дрон Hydrus значительно меньше большинства альтернатив. Несмотря на это, он полностью автономный и оснащен камерой с разрешением 4k с частотой 60 кадров в секунду, которая может снимать видео высокой четкости и создавать детальные фотограмметрические 3D-модели. Подводный дрон погружается на глубину до 3 км, имеет радиус действия до 9 км и работает от аккумулятора 3 часа.
Hydrus способен выполнять разнообразные миссии. Компания продала два экземпляра Австралийскому институту морских наук, который будет использовать их для исследования коралловых рифов в северо-западном шельфовом регионе у западного побережья страны. Hydrus также работал для Музея Западной Австралии, чтобы создать подробную 3D-модель затонувшего корабля у побережья вблизи города Перта.
"Мы хотели перенести опыт пользователей обычных дронов в подводное пространство. Получить изображения и данные с морского дна очень дорого. Поэтому благодаря возможности миниатюризировать эту систему и существенно упростить ее с точки зрения пользователя, она делает данные гораздо более доступными для людей", — говорит Питер Бейкер, менеджер Advanced Navigation по подводным продуктам.
Но построить компактный и недорогой подводный дрон непросто. Океан не является дружественным местом для электроники из-за сочетания высокого давления и агрессивной морской воды. Традиционный способ борьбы с этим заключается в том, чтобы поместить все важные компоненты в герметичные титановые трубки, которые могут поддерживать давление окружающей среды и предотвращать попадание влаги. Однако для этого нужно добавить плавучесть, чтобы компенсировать дополнительный вес, говорит Бейкер, что увеличивает вес транспортного средства. Это означает большие двигатели и большие батареи. "Все это развивается по спирали, пока вы не получите что-то размером с микроавтобус", — говорит он.
Advanced Navigation обошла эту спираль, разработав на заказ электронику, устойчивую к давлению. Они создали все свои печатные платы с нуля, тщательно отбирая компоненты, которые были проверены на разрушение в камере гидростатического давления. Затем они были инкапсулированы в водонепроницаемую композитную оболочку. Для дальнейшего снижения риска проникновения воды дрон работает полностью без проводов. Аккумуляторы заряжаются с помощью индуктивной зарядки, а передача данных осуществляется через Wi-Fi, когда устройство над водой, или через оптический модем в воде. Это позволило компании значительно миниатюризировать систему, что имеет решающее влияние на общую стоимость операций.
Однако не менее важной является простота пользования дроном. По словам Бейкера, большинство подводных робототехнических систем все еще работают с помощью троса и кабелей, но на борту Hydrus есть все оборудование, необходимое для поддержания автономной навигации. Инновацией компании является инерциальная навигационная технология, которая использует акселерометры и гироскопы для отслеживания дрона с известной начальной точки. Он также оснащен гидролокационной системой, которая позволяет ему оставаться на заданном расстоянии от морского дна, а также оценивать собственную скорость.
Пользователи могут просто запрограммировать набор маршрутных точек на карте, бросить дрон за борт и оставить его. У Hydrus есть акустический канал связи с низкой полосой пропускания, который позволяет оператору отправлять основные команды, такие как "стоп" или "возвращайся домой", но Hydrus разработан действовать по схеме "установил и забыл".
По оценкам компании, Hydrus на 75% дешевле, чем альтернативные варианты для типичного исследования неглубокого морского дна, а на большей глубине экономия существенно возрастает.
Обычно даже самые новые подводные аппараты значительно больше. Напомним, недавно ВМС Франции заказали подводный беспилотник OUDD, который будет служить платформой для интеграции и тестирования технологий подводных дронов. Длина судна водоизмещением 10 т составляет 10 метров.