Abstrait

Les véhicules submergés autonomes sont devenus des appareils adaptables pour l'étude des océans

 Sam Davidson

 Cependant, ils peuvent être gênants pour le climat ou avoir du mal à traverser des espaces restreints. Des chercheurs universitaires étudient un autre type de robots légers submergés, extrêmement flexibles et peu exigeants en termes d'efforts, qui fonctionnent silencieusement. Les composants et les capteurs du robot léger peuvent également être facilement remplacés ou ajoutés pour une large gamme de missions. « Notre objectif est l'activité inlassable de robots portables dans des conditions de test », a déclaré Nina Mahmoudian, professeure associée de conception mécanique. « La plupart des robots submergés ont une durée de vie limitée de la batterie et doivent revenir après seulement quelques heures. Pour les tâches de longue durée, un robot léger submergé peut fonctionner pendant des heures ou des mois entre deux charges, mais pourrait bénéficier d'une ouverture plus longue dans les zones à haut risque. » Un robot léger submergé se distingue des autres robots marins car il n'a pas d'hélice ni de système d'impulsion dynamique. Il modifie sa propre légèreté pour couler et monter, et pour se propulser vers l'avant. Bien que cette méthode polyvalente permette des véhicules très économes en énergie, elle présente quelques problèmes : les véhicules sont coûteux, peu coûteux et manquent de flexibilité, en particulier en eau peu profonde. Mahmoudian a construit un véhicule rapide appelé ROUGHIE (Research Oriented Underwater Glider for Hands on Investigative Engineering). Moulé comme une torpille, ROUGHIE mesure environ quatre pieds de long et ne présente aucune surface de propulsion ou de contrôle extérieure autre qu'une aile arrière statique. Lorsqu'il est lancé depuis la rive ou depuis un bateau, ROUGHIE siphonne de l'eau dans ses réservoirs d'équilibrage pour modifier sa légèreté et donner un point de départ à l'écrémage. Pour contrôler son tangage, la batterie du véhicule déplace discrètement son poids vers l'avant et vers l'arrière, agissant comme son propre système de contrôle. Pour guider, l'ensemble des segments internes est monté sur un rail qui pivote, contrôlant définitivement le roulis du véhicule. Le plan est isolé et polyvalent pour un assortiment d'utilisations. "C'est une méthodologie absolument intéressante", a déclaré Mahmoudian. "La plupart des avions légers submergés ne peuvent fonctionner que dans des mers profondes et ne sont pas agiles pour les espaces restreints. ROUGHIE a une autonomie de virage d'environ 10 pieds, contre une autonomie de virage d'environ 33 pieds pour d'autres avions légers." ROUGHIE est tellement flexible que l'équipe de Mahmoudian l'a testé en plongée de manière admirable au Morgan J. Burke Aquatic Center de Purdue. En installant un système de capture de mouvement de caméras infrarouges sous l'eau, ils peuvent suivre les mouvements du véhicule et décrire son comportement en mouvement en trois dimensions avec une précision millimétrique. "Nous programmons ROUGHIE avec des modèles de vol très tôt, et il exécute ces mouvements de manière autonome", a déclaré Mahmoudian. "Il peut effectuer des mouvements réguliers en dents de scie ici et là pour aller de manière ordonnée, mais il peut également aller dans des mouvements circulaires ou des mouvements en forme de S, qu'il utiliserait pour regarder à la dérive.La façon dont il peut effectuer ces missions dans le climat restreint d'une piscine en utilisant uniquement une activation interne est extrêmement étonnante. » Cette mobilité signifie que ROUGHIE peut suivre des chemins complexes et peut explorer de véritables régions que d'autres engins légers submergés ne peuvent pas. « Il peut fonctionner dans des océans peu profonds et des zones côtières, ce qui est très important pour les études scientifiques ou environnementales », a déclaré Mahmoudian. « De plus, comme il est totalement silencieux, il ne perturbera pas la vie naturelle ni ne perturbera les flux d'eau comme le font les véhicules mécanisés. » ROUGHIE peut être équipé d'une variété de capteurs, collectant des informations sur la température, la pression et la conductivité indispensables aux océanographes. L'équipe de Mahmoudian a envoyé ROUGHIE dans de petits lacs et des lacs avec un fluorimètre pour mesurer la croissance des pousses vertes. L'équipe a également équipé le véhicule de magnétomètres plus petits, adaptés à la détection d'anomalies telles que les épaves et les armes immergées. Cette étude a été publiée récemment dans la revue Sensors. Mahmoudian et ses étudiants développent ROUGHIE depuis 2012, lorsqu'elle a commencé le projet à l'Université technologique du Michigan. « Mes étudiants l'ont conçu et fabriqué sans aucune préparation, et ils ont développé les calculs de contrôle et de navigation en même temps », a déclaré Mahmoudian. « Au prix d'un véhicule commercial de transport par eau, nous pouvons placer 10 d'entre eux dans l'eau et vérifier les conditions pendant plusieurs heures à la fois. Nous pensons que ce véhicule a un attrait incroyable pour toute région locale. »"Nous pouvons placer 10 de ces véhicules dans l'eau et vérifier les conditions pendant un certain temps à la fois. Nous pensons que ce véhicule a un potentiel incroyable pour toute zone locale à proximité.""Nous pouvons placer 10 de ces véhicules dans l'eau et vérifier les conditions pendant un certain temps à la fois. Nous pensons que ce véhicule a un potentiel incroyable pour toute zone locale à proximité."