Autonomous Tandem Ocean Mapping

Tenk deg at du vil vurdere innvirkningen av klimaendringer på korallrev. Hvordan ville du gå fram for å kartlegge havbunnen regelmessig? ATOM-prosjektet utvikler et multi-robotsystem for kostnadseffektiv autonom kartlegging av havområder og undervannsstrukturer. ATOM kombinerer et autonomt overflatefartøy (ASV) med en autonom undervannsdrone (AUV) som bærer en undervanns hyperspektral sensor (UHI). UHI er et kamerasystem som samler data på tvers av synlige lys og infrarødt spektrum. Disse dataene brukes til å oppdage biologiske og kjemiske særtrekk ved havbunnshabitater ogundervannsstrukturer. Systemet blir et multiverktøy som kan brukes til l ulike applikasjoner som for eksempel miljøundersøkelser og identifisering av objekter under vann. I dag utføres maritime kartleggings- og inspeksjonsoppgaver vanligvis av bemannede overflatefartøy, der farkostene fjernstyres av dedikerte operatører. Å erstatte det bemannede fartøyet med en ubemannet farkost er av høy økonomisk interesse, da innsparing av mannskap og drivstoff er med på å effektivisere den marine operasjonen og gjøre denne mer miljøvennlig. Ved å kombinere ASV-er med AUV-er, er det mulig å utføre automatiserte kart- eller inspeksjonsoppgaver under vann uten et kontinuerlig behov for et bemannet fartøy. Operatøren kan i stedet for holde seg på land, noe som bidrar til økt sikkerhet.. ATOM-prosjektet utvikler samtidig programvare og maskinvare for koordinering av de ubemannede systemene, med adaptiv planlegging - der bevegelsene til ASV og AUV optimaliseres basert på dataene som samles inn. UHI-sensoren vil også bli forbedret for å gjøre det lettere å samle inn data med høy kvalitet. ATOM kan i kraft av dette bygge en bro over et betydelig gap i de nåværende tilgjengelige kartleggingsløsningene for subsea ved å tilby kostnadseffektive alternativer for kyst- og offshoreundersøkelser nær havbunnen. Resultater til nå: ATOM prosjektet startet i januar 2021. Siden da har prosjektpartnerne arbeidet hardt med å få på plass alle delene som kreves for autonom multi-robot kartleggingsløsing. Innsatsen så langt har lagt i å få på plass alle de fysiske komponentene som er essensielle for samhandling. Maritime Robotics (MR) har arbeidet med designet og prototypingen av ett sjøsettings- og gjennopphentingssystem (LARS) for undervannsfarkosten (ROV). Samt utviklet programvare for å integrere USBL posisjoneringssensoren, denne sensoren vil gi informasjon om hvor ROVen befinner seg. Det har også blitt utviklet en sikker og pålitelig protokoll for kommunikasjon mellom fartøyene til MR og Skarv Technologies. Denne protokollen er et kritisk steg for samhandling og effektiv datainnsamling. Skarv Technologies har utviklet en autonom kablet undervannsfarkost basert på BlueROV plattformen. Den er spesialdesignet for UHI sensoren og inneholder en spesiallaget lysrigg for å optimalisere kvaliteten på innsamlet data. Den nye farkosten er en høyst avansert sensorplattform, i liten formfaktor, som muliggjør detaljert kartlegging under vann som tidligere har vært krevende. For å muliggjøre autonome oppdrag har Skarv Technologies utviklet et navigasjon- og veiledningssystem for undervannsfarkosten. Prototypen har blitt kommersielt demonstrert for Bergen kommune gjennom prosjektet Renere Havn Bergen. I prosjektet samlet farkosten inn data i fjorden Store Lungegårdsvann utenfor Bergen. Ecotone har utviklet en metode for refleksjonsestimasjon basert på preliminære lysmodeller, som snart skal testes i den virkelige verden. Ecotone har også utviklet et spesialdesignet lyssystem for UHI, det er utført vitenskapelige målinger av den nye lyskilden, og Ecotone er klare til å implementere og bygge inn denne nye lysmodellen i refleksjonsestimasjonen.

-

The ATOM project will create a marine multi-vehicle sensor system combining an unmanned surface platform (USV) with an unmanned underwater platform (UUV) carrying an underwater hyperspectral imager (UHI). The combined system will be specialized for subsea surveys to enable end users to cost-effectively run frequent surveys both in mid water and at the sea floor. The system will autonomously survey specified target areas without operator intervention, while providing live data streams. The system will be a “swiss army knife of ocean exploration” and constitutes a fundamental shift in ocean sensing practices for the following reasons: * It creates the ability to rapidly carry, deploy & recover a sensor-carrying platform at depth and over large areas. * It ensures high bandwidth data and power link from air to seabed, extending communications from sensors such as the UHI to the surface. * It enables autonomous operation and optimization of data collection without surface ships or human interaction. ATOM thus develops the first system to autonomously deploy and recover underwater platforms with hyperspectral sensors, capable of a wide range of applications, from environmental surveys to identification of objects based on their reflective properties.