Tradisjonelle vannroboter med propeller sliter i grunt vann fullt av vegetasjon og hindringer. HydroAir løser dette med et luftpropulsjonssystem som gjør det mulig å navigere der konvensjonelle plattformer kjører seg fast – og samtidig samle inn data for tredimensjonal rekonstruksjon av undervannsterreng.
Innsjøer, dammer og reservoarer representerer noen av de mest utfordrende miljøene for autonom vannbasert robotikk. Grunt vann, tett vegetasjon og delvis nedsenkede hindringer gjør at tradisjonelle Unmanned Surface Vehicles (USV) med undervannspropeller ofte havarerer eller blir skadet. En ny forskningsartikkel publisert i Sensors presenterer HydroAir, et fartøy som tar en helt annen tilnærming til problemet.
Luftpropulsjon som løsning på grunt-vann-problemet
I stedet for konvensjonell propellbasert fremdrift under vannlinjen, benytter HydroAir et luftdrevet propulsjonssystem – på samme prinsipp som luftbåter brukt i våtmarksområder. Dette gir fartøyet evnen til å krysse grunne partier, tett vegetasjon og delvis nedsenkede objekter uten risiko for å sette seg fast eller skade fremdriftssystemet. Løsningen er spesielt relevant for operatører som jobber i dammer og reservoarer hvor vannstanden varierer, og hvor bunnforholdene ofte er ukjente eller vanskelig tilgjengelige med konvensjonelt utstyr.
Fartøyets interne arkitektur er designet for høy pålitelighet, og systemet støtter både manuell fjernstyring og fullstendig autonom navigasjon. Dette gjør HydroAir egnet for et bredt spekter av brukstilfeller, fra enkle inspeksjonsoppdrag til komplekse, lengre kartleggingsoperasjoner hvor operatøren ikke trenger kontinuerlig tilsyn.
Sensorsuite for batymetrisk datainnsamling
Hovedformålet med HydroAir er å fungere som en mobil sensorplattform for tredimensjonal rekonstruksjon av akvatiske miljøer, med spesielt fokus på undervannstopografi. Fartøyet er utstyrt med en dedikert sensorsuite som muliggjør batymetrisk datainnsamling – altså kartlegging av vanndybde og bunnforhold langs fartøyets rute.
Det som skiller HydroAir fra mange eksisterende løsninger er integrasjonen mellom overflatedata og luftbårne data fra droner (UAV), noe som åpner for komplette 3D-modeller av både vannoverflate og omkringliggende terreng.
Et dedikert overvåknings- og kontrollprogram samler inn og prosesserer batymetriske data fra HydroAir, og kombinerer disse med luftfotogrammetriske rekonstruksjoner fra ubemannede luftfartøy. Resultatet er en sømløs digital modell som dekker både det som er synlig over vannflaten og det som ligger skjult under den.
Praktiske bruksområder
For hobbyister, studenter og forskningsmiljøer som jobber med robotikk og miljøovervåking, representerer denne typen plattform et interessant utgangspunkt for videre eksperimentering. Relevante anvendelsesområder inkluderer:
- Kartlegging av dambunn for vedlikeholdsformål
- Miljøovervåking i innsjøer og reservoarer
- Vegetasjonskartlegging i våtmarksområder
- Kombinert luft- og overflatekartlegging med UAV-integrasjon
- Forskning på autonome navigasjonsalgoritmer i hinderfylte miljøerKombinasjonen av robust mekanisk design og fleksibel programvarearkitektur gjør HydroAir til et godt eksempel på hvordan tverrfaglig robotikk – som kombinerer fremdriftsteknologi, sensorfusjon og autonom navigasjon – kan løse praktiske problemer i krevende naturmiljøer. La oss se hva denne typen hybride luft-vann-plattformer kan bety for fremtidens miljøkartlegging.
Kilde: Sensors (Basel, Switzerland)