Nowatorska elektromagnetyczna kotwica dla podwodnego robota

Nowatorska elektromagnetyczna kotwica dla podwodnego robota

Naukowcy z MIT skonstruowali elektromagnetyczny system kotwiczenia, który umożliwia samodzielnym podwodnym robotom przywieranie do obiektów i zapewnia stabilność konieczną do wykonywania podwodnych zadań.

Od lat siedemdziesiątych, gdy naukowcy z MIT skonstruowali pierwsze samodzielne pojazdy podwodne (AUV), zmagali się oni z licznymi trudnościami związanymi z samodzielnym poruszaniem się robotów w głębinach oceanów.

Gdy podwodny robot ma otworzyć zawór albo naprawić uszkodzoną rurę, musi zakotwiczyć do jakiejś stałej powierzchni, by mógł stabilnie pracować. Po wykonaniu zadania musi się odczepić i przemieścić się do miejsca kolejnego zadania.

Zespół naukowców z MIT zaprojektował ‘sterowalny system kotwiczenia’ dla podwodnych robotów, który równocześnie zapewnia dostateczną siłę utrzymania się, niskie zużycie energii, odporność na wodę morską oraz niekłopotliwą eksploatację.

Podwodne pojazdy dzięki swoim napędom z łatwością utrzymują się w jednym miejscu, nawet przy silnych prądach. Jednakże, przytrzymywanie się powierzchni podczas pracy jest bardziej skomplikowane.

Naukowcy z MIT postanowili w tym celu wykorzystać ‘sterowalne elektromagnesy’, czyli urządzenia elektromagnetyczne, które można łatwo włączyć i wyłączyć, zużywając w tym celu niewiele energii.

Naukowcy zaprojektowali moduł składający się z dwóch równoległych podłużnych magnesów. Jeden jest bardzo silnym magnesem z neodymu, żelaza i boru (NIB), a drugi jest słabym magnesem z aluminium, niklu i kobaltu (alnico). Wokół słabego magnesu znajduje się cewka, przez którą może płynąć prąd.

Pierwotnie magnesy ułożone są względem siebie tak, by ich pola magnetyczne wzajemnie się znosiły. Przepuszczenie przez cewkę impulsu elektrycznego powoduje zmianę biegunowości magnesu alnico. W efekcie, otrzymujemy silny elektromagnes, idealny do zakotwiczenia robota do rury czy kadłuba statku. Ponowne przepuszczenie przez cewkę impulsu znów zmienia biegunowość magnesu i neutralizuje elektromagnes. Ostatecznie naukowcy zmodyfikowali nieco konstrukcję, budując moduł z dwóch magnesów ułożonych koncentrycznie i owiniętej wokół nich cewki.

Największą zaletą systemu jest to, że nie wymaga on energii do utrzymywania elektromagnesu w określonym stanie.

Naukowcom udało się również połączyć ze sobą kilka modułów. Na przykład, połączyli trzy moduły na silikonowej podstawie. Taki potrójny moduł jest na tyle elastyczny, że może dopasowywać się do zakrzywionych powierzchni, na przykład, owijać się wokół rury.

(lk)