Robôs Submarinos

Robôs Submarinos

1. Introdução

   • A aplicação de sistemas robóticos à tecnologia submarina vem crescendo nas últimas décadas.
   • Pode-se constatar o número significativo de robôs submarinos empregados no apoio à exploração de recursos oceânicos, bem como aqueles voltados ao monitoramento ambiental e à supervisão de instalações submarinas.

2. Características Gerais

   • ROVs
     • Apresentam perfis mais hidrodinâmicos que os ROVs.
     • Veículos híbridos têm sido propostos recentemente.
       • A característica de navegação autônoma ou o comando por controle remoto a partir da superfície podem ser escolhidos pelo usuário.
     • Podem ser preferidos para tarefas que requerem uma inspeção visual mais minuciosa e interação com o operador humano em tempo real.
   • AUVs
     • Estruturas robustas com hélices distribuídos e plataformas para o transporte da carga paga, pouco hidrodinâmicos, baixa velocidade.
     • Carregam luzes, câmeras, manipuladores em geral, além de sensores específicos para a percepção ambiental.
     • O telecomando é via cabos umbilicais.
     • Estrutura
       • Aberta (open frame).
       • Cobertas por carenagens (closed frames).
     • Desempenham as missões de coleta de informações, varrendo maiores áreas sem sofrer perturbações do estado de mar.

3. Aplicações

   • Aplicações marítimas dos veículos submersos não tripulados.
     • São comuns no apoio a missões na área oceanográfica
   • ROVs e AUVs são mais destacáveis em missões no ambiente marinho.
   • Presentes em tarefas tais como inspeção de represas, inspeção e busca de objetos em galerias pluviais, rios e córregos
   • ROVs
     • É utilizado na investigação visual do fundo do mar, enviando imagens coletadas por câmeras embarcadas, ou mesmo colhendo amostras de material submerso através de manipuladores ou outros sistemas de coleta dedicados.
     • Exploração de petróleo offshore
   • AUVs
     • Suas primeiras aplicações civis foram motivadas por missões na área oceanográfica.
     • Ganha cada vez mais relevância conforme a exploração atinge águas mais profundas (1000 a 3000 metros).
     • Missões de identificação de minas submersas
     • Tarefas usuais impostas a estes veículos incluem o levantamento topográfico e investigação do subsolo marinho, medição de características físico-químicas da água, pesquisa de atividades geológicas, coleta de plânctons e envio de imagens de habitats submersos

4. Principais Sistemas Constituintes dos Veículos Submarinos não Tripulados.

   • Propulsão e Manobra
     • A grande maioria de AUVs utiliza hélices acionadas por motores elétricos para a propulsão.
     • Para a propulsão e manobra, ROVs continuam dependentes de hélices
     • Os AUVs que navegam em velocidades grande o suficiente podem se valer de superfícies de controle, ou seja, hidroplanos (lemes e profundores) para a sua manobrabilidade.
   • Navegação
     • A navegação de veículos submarinos emprega a informação de sensores tipicamente presentes em sistemas de navegação veicular e de robôs móveis terrestres.
       • As unidades inerciais, sistemas de posicionamento global (GPS) e bússolas.
   • Sistemas de Percepção do Ambiente
     • Quando o sonar é embarcado em um veículo submerso, várias medições de distância ao fundo do mar podem ser realizadas, conforme o veículo se movimenta.

5. Controle

   • AUVs vêm sofrendo a influência dos desenvolvimentos em hardware e dos paradigmas e abordagens que são investigados para o projeto da arquitetura de controle de robôs móveis de uma maneira geral
   • Aplicações de técnicas de controle clássico do tipo PID, controle linear quadrático gaussiano, controle robusto linear e não linear são encontradas.