Universal AUV Pinless Charging and Data Transfer Interface

Bergen-baserte WiSub har samlet et internasjonalt konsortium av industri og akademia for dette prosjektet, for å utvikle en nøkkelteknologi som muliggjør autonom utforskning av verdenshavene. Målet med prosjektet har vært å utvikle en pålitelig tilkobling til undervannsrobot droner, for å kunne lade dem og snakke med dem. Autonomi fjerner mennesker fra dette høyrisiko miljøet, og gjør det mulig for robotene å utføre arbeid som ville være repeterende og utmattende, slik utvider menneskehetens rekkevidde i disse uutforskede dypene. Dette for å øke og fremskynde vår forståelse og bruk av dette bærekraftig og ressursrike miljøet. Ved å redusere eller eliminere tilstedeværelsen av overflateskip for å støtte AUV-operasjoner, reduserer vi også klimagassgass og optimaliserer sjøoperasjoner for å oppnå en mer effektiv og bærekraftig bruk av energi og menneskelige ressurser. Prosjektet er en av de første i sitt slag støttet under BN-21 Brasil-Norge forskning og utvikling. Den Brasilianske delen av prosjektet har blitt ledet av easySubsea i Rio de Janeiro. Deltakere i det norske delen av prosjektet kommer fra Sverige, Storbritannia, Polen og herfra i Norge. Prosjektpartnerne har forsket på, og utviklet en standardisert tilkoblingsmetode for å levere trådløs kommunikasjon og strøm under vann. Dermed fjernet en av nøkkelbarrierene for å tillatte kontinuerlig tilstedeværelse for undersøkelser og operasjoner under vann. Gjennom dette prosjektet blir autonome undervannsfarkoster (AUV) automatisk koblet til kablede undervanns nettverk, bøyer, ubemannede overflateinstallasjoner og fartøyer. Disse batteridrevne robotene er designet for å svømme gjennom undervannsmiljøet fritt uten kabel, men de må koble til for lading og for å rapportere data til havforskere og petroleumsingeniører. I dag må AUV-systemer hentes opp på dekk på et skip for å overføre strøm og data. Automatisering av undervannsladning og dataoverføring reduserer eller eliminerer personell på sjøen ved å redusere behovet for overflatefartøyet. Samt øke sikkerheten til havforskning, rekkevidde og fart som vi kan oppnå resultater. Dette prosjektet har utviklet trådløse forbindelser avgjørende for å lade og snakke med roboter som vil leve og jobbe i havet 24 timer i døgnet, syv dager i uken. Disse robotene vil samle viktig informasjon som vil hjelpe oss med å forstå og bedre utnytte havets ressurser. De vil også automatisere prosesser innenfor produksjonen av subsea hydrokarbonressurser. Prosjektresultatene gjør det også mulig for AUV å sende strøm den andre veien, fra AUV-batteriet til utstyr utplassert i havet. Strømfordeling og datakommunikasjon er nå mulig uten at det må installeres store, dyre kablede undervannsnettverk, fordi undervanns droner kan distribuere strøm gjennom dette nye grensesnittet. Tenk deg å ikke lenger trenge å bygge veier å kjøre på, når førerløse helikopter fører oss til vår destinasjon. Eliminering av behovet for kablet undervannsinfrastruktur er som å eliminere behovet for veier. Prosjektet har også samlet data om miljøeffekter kalkholdige innskudd har på fremtidig ytelse. Under tidlig industriell bruk av subsea induktiv tilkobling på -70 tallet bygde kalkholdige innskudd seg opp over langsiktig utplassering. Denne oppbyggingen på senderflatene og kontaktkroppene reduserte ytelsen eller forårsaket en jordfeil i den pinneløse tilkoblingen. Miljøstudiene med prosjektpartnere har undersøkt faktorer som bidrar til å informere forskere om måter å forbedre fremtidig teknologiutvikling. WiSub's fokus på konsekvent strømoverføring over et gap har en evolusjonær fordel over andre induktive tilkoblingssystemer. For å karakterisere lydhastighetsprofiler og forbedringer i forskningen av akustisk kommunikasjonsteknologi har det blitt samlet data på saltholdighet, temperatur- og dybde fra ulike oseanografiske miljøer internasjonalt. Resultater fra det norske prosjektet fortsetter å bidra til easySubseas prosjektresultater som strekker seg gjennom 2019. Forbedring av akustisk kommunikasjon i Brasilianske offshore farvann er spesielt viktig for prosjektdeltakeren easySubsea som utvikler kommunikasjonssystemets akustiske transmisjonskomponent. Prosjektresultatene kombinerer flere undervannsteknologier: Pinne løs Induktive-basert kraftoverføring, mikrobølgebasert og akustisk dataoverføring, og AUV-styringssystemdesign. Prosjektresultatene muliggjør en tilkoblingsstandard for undervannsutstyr slik USB-kontakten har en standard for enheter som skal koble til en PC-en. Ved å muliggjøre undervannsautomatisering, sensornettverk og -systemer, skal prosjektresultatene øke vår evne til å observere og samhandle med en av verdens siste grense, det «ukjente dypet», forbedre vår kunnskap, og styring av våre hav som inneholder noen av verdens mest verdifulle naturressurser. Dette prosjektet har fått økonomisk støtte fra Norges forskningsråd, under prosjektnummer 262516 med tittelen "Universal AUV Pinless Charging and Data Transfer Interface".

-

In the same way that surface-based industries strive for greater automation, the subsea industry is striving for increased automation to attain the associated benefits. Autonomous Underwater Vehicle (AUV) technology has evolved significantly since their first use in 1957, now having progressed to a level where a persistent presence in subsea fields is increasingly possible. It is a common operator goal to have AUVs permanently operational in the field to provide 100% monitoring of subsea systems as well as reduce dependence on tethered, vessel-based Remotely Operated Vehicles (ROV) systems to perform inspection or intervention tasks that require time-critical response. A robust, reliable interface system is required to enable this leap forward, to enable charging of the AUV, downloading of data and re-tasking of the AUV for the next mission. The R&D project proposed here will result in a prototype system that can realize this ambitious goal. This joint call between Finep of Brazil and the Research Council of Norway (RCN)has resulted in this application which joins easySubsea and WiSub resources to research and develop a standardized AUV communications interface which would enable a common, cost-effective and easy way to support AUV systems for remote inspection and intervention, obviating the need for continuous surface support vessels. The proposed R&D would ensure that power and data communication were provided to the AUV for charging and communication; persistent communications would be assured through development of a backup communications system, necessary redundancy to insure against failure of complex and expensive umbilical systems. The reduction of costs and complexity would be realized at both an OPEX and CAPEX level. Enabling AUVs to become resident decreases environmental risk by enabling continuous monitoring of subsea assets (e.g. against hydrocarbon leaks) and reduces environmental impact as AUV systems do not emit CO2 as do surface vessels.