Met hun steeds geavanceerder wordende technologie zijn drones efficiënter dan ooit. Ze worden niet alleen voor surveillancewerkzaamheden ingezet, maar ook in de bewaking en voor oorlogvoering. Ze verzamelen gegevens voor de inlichtingendienst, sporen explosieven op, luisteren mobiele gesprekken af en rekenen af met vijanden. Ook worden ze ingezet voor recreatieve doeleinden, luchtfotografie en een heleboel andere dingen. Dan hebben we het over vliegende drones. Maar wist je dat er ook verschillende soorten onderwaterdrones zijn?
Drones zien we niet meer alleen in de lucht – we gaan ze ook in onze oceanen tegenkomen
Deze technologie is niet nieuw en tot voor kort werden ze weinig gebruikt, behalve voor commerciële doeleinden zoals research in de olie- en gasindustrie. De afgelopen paar jaar zijn ze echter een steeds bekender verschijnsel geworden. Onderwaterdrones werken op grote diepte. Universiteiten en diverse organisaties hebben ze al ingezet voor oceaanexploratie en voor het in kaart brengen van de oceaanbodem. Vandaag de dag kennen we nog maar 5% van onze onderwaterwereld!
Wat is het verschil tussen AUV’s en ROV’s?
Er zijn twee soorten onderwaterdrones: de autonome onderwaterdrone (Autonomous Underwater Vehicle) en de op afstand bestuurbare onderwaterdrone (Remotely Operated Underwater Vehicle). AUV’s worden voornamelijk gebruikt voor onderwateronderzoeken, zoals het in kaart brengen van blokkades die gevaarlijk zijn voor de scheepvaart. De AUV werkt volledig onafhankelijk; zonder menselijke tussenkomst. Als het werk klaar is, komt de drone terug naar de basislocatie om de gegevens te downloaden, analyseren en verwerken.
ROV’s zijn niet-begeleide robots die via kabels in verbinding staan met de drone-operator. ROV’s zijn uitgerust met sonar, verlichting, camera’s en een scharnierarm. Vanaf een onderzeeër, schip of station aan wal, kijken menselijke operators via een beeldscherm met de robot mee. Bij sommige geavanceerdere drones is de bestuurder met behulp van ‘telepresence’ op afstand toch een soort van aanwezig. Dit kan middels een pak waar handschoenen met tastsensoren aan vastzitten en met speciale hoofddeksels voorzien van een koptelefoon en display. ROV’s hebben vele toepassingen en worden ingezet voor scheepsinspecties, terreinonderzoek of objectidentificatie. Ook kan een onderwaterdrone een duiker vervangen in onveilige situaties of als er geen duiker beschikbaar is.
ROV – de Trident
Een van de uitdagingen met op afstand bestuurbare onderwatervoertuigen is dat radiogolven niet door water heen gaan. Trident lost dat probleem op door een boei met wifi aan te sluiten op een tablet of laptop en door software met innovatieve ROV-functies te gebruiken. David Lang en Eric Stackpole, oprichters van een in Californië gevestigd bedrijf dat gespecialiseerd is in onderwaterdrones, werden geïnspireerd door een verhaal over een overval waarbij goud in een onderwatergrot werd gegooid. Geen enkele duiker is er in geslaagd om deze schat te pakken te krijgen Daarom besloten David en Eric om een onderwaterrobot te bouwen.
Na vier jaar lang prototypen bouwen, ontwikkelden zij de Trident: een soort smartphone die een diepte van honder meter kan bereiken. De smartphone, die met een kabel aan een boei vastzit, zendt real-time (video) data over diepte, richting en temperatuur. De drone kan op grote afstand bestuurd worden, omdat de boei direct contact maakt met het internet. De Trident is een van die geavanceerdere drones waar we het in de vorige paragraaf over hadden. Vergeleken met een standaard ROV met soortgelijke functionaliteit is de Trident veel rendabeler. De software van deze ROV is open source en daardoor kan de drone voor verschillende doeleinden aangepast worden.
GhostSwimmer – de robottonijn van de Amerikaanse marine
Om stabiliteit, efficiëntie en wendbaarheid te bereiken, worden drones vaak zo natuurgetrouw mogelijk ontworpen. De Amerikaanse marine heeft nu een nieuw soort drone ontwikkeld die eruitziet als een tonijn, hoewel hij op afstand meer weg heeft van een haai. Deze drone heet GhostSwimmer, is anderhalve meter lang en weegt 45 kilo. De marine is van plan om veel meer van deze en andere soorten onderwatervoertuigen in te zetten. Deze specifieke drone gaat ongeveer 90 meter de diepte in en zwemt als een echte vis.
Video credits: joseph dawn
De GhostSwimmer is zó ontworpen dat zijn energieverbruik efficiënter is dan dat van zijn onderwatercollega’s. De reden waarom hij er zo levensecht uitziet, is om tijdens het uitvoeren van zijn taken onopgemerkt te blijven. De GhostSwimmer wordt met een laptop bestuurd en kan in de toekomst zelfstandig te werk gaan. Hij kan leren om met signalen in zijn buurt in donkere ruimtes zijn weg te vinden. Er zijn verschillende landen bezig met het ontwikkelen van soortgelijke onderwaterdrones voor militaire doeleinden. Andere onderwaterdrones die momenteel door de Amerikaanse marine worden ontworpen, lijken op mantaroggen, kwallen en zelfs op paling. Onderzoek heeft uitgewezen dat de paling uiteindelijk het effectiefste onbemande onderwatervoertuig is. Doordat ze zo wendbaar zijn, kunnen ze ook makkelijk in smalle ruimten manoeuvreren. Verder hebben ze een eenvoudige en haast geluidloze aandrijving, waardoor ze moeilijker te detecteren zijn en minder energie verbruiken. In onze internationale wateren zwemmen al ongeveer 700 militaire AUV’s en aangezien er steeds nieuwe soorten ontwikkeld worden is er zeker sprake van een stijgende trendlijn.
De van vorm veranderende zeilrobot Protei maakt de oceaan schoon
Hoewel 70% van de oppervlakte van onze planeet door de wereldoceanen is bedekt, blijft het grootste deel van deze wateren onontdekt. Helaas worden onze oceanen vervuild met radioactief materiaal, plastic, industrieel en agrarisch afval en olie. Om deze problemen op te lossen, ontwikkelde het team van Protei een op afstand bestuurbare en door windenergie aangedreven zeilrobot die van vorm kan veranderen.
Het krachtige, robuuste en wendbare stukje hardware werd aanvankelijk ontwikkeld om de BP-olievlek in de golf van Mexico en op andere olierampplekken op te ruimen en belangrijke informatie te verzamelen over het oceanische milieu. De Protei kan radioactiviteit opsporen, toezicht houden op de visserij, algen bestuderen en data van onderwaterinstrumenten doorgeven aan satellieten. De Protei wordt ook ingezet voor oceaanbodemexpedities waar hij, in samenwerking met gecoördineerde groepen robots, data verzamelt. De open source zeilrobot kan met pc, laptop of smartphone bestuurd worden. Het Protei-team heeft tot nu toe meer dan tien generaties prototypen ontwikkeld.
Lees ook: Zes futuristische robots die ons leven gaan bepalen
Dataverzamelingsexpeditie met gecoördineerde groepen robots
Een internationaal team van wetenschappers en ingenieurs onder leiding van Dr. Oscar Pizarro van Australian Centre for Field Robotics aan de Universiteit van Sydney, ging begin dit jaar op dataverzamelingsexpeditie. Gecoördineerde groepen robots waaronder AUV’s en ASV’s (oppervlaktevaartuigen) waren de handen, oren en ogen van de wetenschappers. Tijdens de expeditie, die plaatsvond op Scott Reef in de Timorzee, werden de robots voor langdurige periodes ingezet om belangrijke taken uit te voeren. Het doel van de expeditie was om de samenwerkingstechnieken tussen verschillende AUV’s en ASV’s te verbeteren. Taken als chemische analyses en het gedetailleerd in kaart brengen van grote delen van de zeebodem tot het wateroppervlak werden succesvol afgerond. AUV’s die foto’s namen en watermetingen uitvoerden werkten op verschillende diepten samen met ASV’s; sommige aangedreven door zonne-energie en andere door golfenergie.
Niet alleen nu, maar ook in de toekomst verkennen robots in plaats van de mensen de laatste grenzen van de aarde. Een nieuwe golf drones is al in opmars. Wat aanvankelijk begon als een nichesector voor rijke hobbyisten is nu geëvolueerd in een snelgroeiende markt voor vele sectoren en overheidsinstellingen. Er worden verschillende mogelijkheden onderzocht en toepassingen ontwikkeld – variërend van het opsporen van een begraven schat tot de bescherming van de oceanen en het uitvoeren van militaire operaties.
