ब्लूआई: आरओवी को स्वायत्त बनाना

ब्लूआई ऑटोनॉमी प्रोजेक्ट बाएं से दाएं: एंबजर्न ग्रिम्सरुड वाल्डम, लियोनार्ड गुन्ज़ेल, गैब्रिएल कास्परविसीउटे, ऐ-न्ही होआंग, जेनी क्रोकस्टेड, एमडी शमीन येशर यूशा, डाना येरबोलट, अबूबकर अलीयू बदावी। तस्वीर में गायब: मार्टिन लुडविगसेन, सेलिल यिलमाज़, महमूद हुसैन अब्देलराज़िक हसन, एलेना मैरी किर्चमैन। © लियोनार्ड गुन्ज़ेल

एनटीएनयू के समुद्री प्रौद्योगिकी विभाग में पीएचडी उम्मीदवार लियोनार्ड गुन्ज़ेल वर्तमान में ब्लूआई आरओवी को स्वायत्त बनाने के लिए एक नई परियोजना का नेतृत्व कर रहे हैं। परियोजना का लक्ष्य ब्लूआई सरफेस यूनिट से जुड़े टेदर को खत्म करना और आरओवी को समुद्र तल पर रखे डॉकिंग स्टेशन से स्वतंत्र रूप से संचालित करने में सक्षम बनाना है।'

ब्लूआई आरओवी ड्रोन और ऑपरेटर के बीच तेज़, स्थिर और विश्वसनीय संचार सुनिश्चित करने के लिए एक टेदर के माध्यम से जुड़े हुए हैं। टेदर सतह पर सीधे वास्तविक समय डेटा ट्रांसमिशन को सक्षम बनाता है, जिससे ऑपरेटरों को सटीक और सुरक्षित पानी के नीचे पैंतरेबाज़ी के लिए आवश्यक लाइव वीडियो और सेंसर डेटा मिलता है। इसके अलावा, उसी टेदर के माध्यम से आरओवी को नियंत्रण संकेत भेजे जाते हैं, जिससे ऑपरेटर को दिशा, गति और कैमरा कोण को लगातार समायोजित करने की अनुमति मिलती है, जिससे हर समय ड्रोन पर पूर्ण नियंत्रण सुनिश्चित होता है।

टेथर्ड सिस्टम एक सरल सेटअप भी प्रदान करता है, जिससे जटिल वायरलेस समाधान या बाहरी बेस स्टेशनों की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। यह सिस्टम मोबाइल और लचीला है - इसका उपयोग लगभग हर जगह किया जा सकता है, चाहे किनारे से, नाव से या गोदी से।

टेदर स्थिर शक्ति और संकेत संचरण भी सुनिश्चित करता है, जिससे पानी के भीतर के कठिन वातावरण में अतिरिक्त विश्वसनीयता मिलती है।

टेदर एक विश्वसनीय सुरक्षा उपाय के रूप में भी काम करता है। यदि ROV से कनेक्शन टूट जाता है, तो इसे टेदर के माध्यम से वापस खींचकर मैन्युअल रूप से पुनः प्राप्त किया जा सकता है।

लियोनार्ड गुन्ज़ेल अनुसंधान पोत गनरस पर डॉकिंग स्टेशन के साथ। © लियोनार्ड गुन्ज़ेल

स्वायत्त पानी के नीचे के वाहनों (AUV) के विपरीत, दूर से संचालित वाहनों ( ROV ) को ड्रोन को नियंत्रित करने के लिए सतह-आधारित ऑपरेटर की आवश्यकता होती है। ROV को AUV में परिवर्तित करने से पानी के नीचे के संचालन के लिए नई संभावनाएँ खुल सकती हैं। स्वायत्तता के साथ, मिशनों को निरंतर मानवीय पर्यवेक्षण के बिना किया जा सकता है, जिससे ड्रोन अधिक कुशल, लागत प्रभावी और चुनौतीपूर्ण वातावरण में लंबे समय तक संचालन करने में सक्षम हो जाते हैं।

गुन्ज़ेल की पृष्ठभूमि समुद्री प्रौद्योगिकी और विद्युत इंजीनियरिंग में है, लेकिन रोबोटिक्स के प्रति उनका जुनून दुनिया भर के समुद्री संस्थानों में कई शोध सहायक भूमिकाओं और इंटर्नशिप के माध्यम से बढ़ा। इन अवधियों के दौरान, उन्होंने लागू अंडरवाटर रोबोटिक्स, छवि विश्लेषण और सेंसर विकास के साथ अनुभव प्राप्त किया।

कई महीनों के सिमुलेशन और सिस्टम डेवलपमेंट के बाद, गुन्ज़ेल ने पीएचडी सहकर्मियों एंबजर्न वाल्डम और गैब्रिएल कास्परविसिउटे और आठ मास्टर छात्रों के साथ मिलकर अब ट्रॉनहेम फजॉर्ड में अपना पहला सफल फील्ड ऑपरेशन पूरा कर लिया है। फील्ड ऑपरेशन एनटीएनयू के बड़े आरओवी, मिनर्वा के सहयोग से किया गया था, और यह स्वायत्त पानी के नीचे की प्रणालियों में एक महत्वपूर्ण तकनीकी प्रगति को दर्शाता है। परीक्षण ने पहली बार प्रदर्शित किया कि ब्लूआई एक्स3 जैसा कॉम्पैक्ट आरओवी स्वायत्त रूप से काम कर सकता है।

परियोजना दल ने अंडरवॉटर ड्रोन और दीर्घकालिक स्वायत्त अंडरवॉटर संचालन के लिए आवश्यक बुनियादी ढांचे को और विकसित किया है। इसका मतलब है कि ड्रोन को 100 से 500 मीटर की दूरी पर सटीक रूप से नेविगेट करने और समुद्र तल पर स्थित डॉकिंग स्टेशन पर वापस लौटने में सक्षम होना चाहिए। इसमें USBL सिस्टम (अल्ट्रा-शॉर्ट बेसलाइन) का उपयोग शामिल है, जो AUV पर एक मॉडेम के साथ संचार करता है। USBL सिस्टम ध्वनिक स्रोत की दिशा और दूरी निर्धारित करने के लिए कई ट्रांसड्यूसर को जोड़ता है।

इस पीएचडी परियोजना के मामले में, जहां लक्ष्य स्वायत्त क्षमताओं को विकसित करना है, ड्रोन के नियंत्रण प्रणाली के साथ सीधा एकीकरण आवश्यक है। विश्वविद्यालयों, शोधकर्ताओं और सिस्टम इंटीग्रेटर्स को ड्रोन को बड़ी प्रणालियों में एम्बेड करने या तीसरे पक्ष के सॉफ़्टवेयर के माध्यम से इसे नियंत्रित करने की आवश्यकता हो सकती है। ऐसे उपयोग के मामलों का समर्थन करने के लिए, ब्लूये नियंत्रण के लिए एक एक्सेस पॉइंट प्रदान करता है - ब्लूये एसडीके। यह एसडीके ओपन सोर्स है, जो pypi.org पर उपलब्ध है, और डेवलपर्स और छात्रों को कस्टम कंट्रोल एल्गोरिदम बनाने, मिशनों को स्वचालित करने और अंडरवाटर रोबोटिक्स के लिए नए अनुप्रयोगों का पता लगाने में सक्षम बनाता है।

कस्टम "ओडेनवाल्ड" फ्रेम, मल्टीबीम, यूएसबीएल और अतिरिक्त कंप्यूट के साथ ब्लूआई एक्स3। © लियोनार्ड गुन्ज़ेल

परियोजना दल को उम्मीद है कि यह भविष्य के अनुसंधान के लिए आधारशिला रखेगा, जिसमें ऊर्जा-कुशल सर्वेक्षण और बहु-रोबोट समन्वय से लेकर आवर्ती बुनियादी ढांचे के निरीक्षण और पूर्ण मिशन स्वायत्तता तक शामिल है। गुन्ज़ेल विशेष रूप से परिस्थितिजन्य जागरूकता और धारणा का और अधिक पता लगाने के लिए उत्साहित हैं, और परियोजना प्रबंधक के रूप में, वे अगले सेमेस्टर की प्रतीक्षा कर रहे हैं, जब लक्ष्य अंततः हमेशा के लिए बंधन को खत्म करना है।

यह परियोजना SAFEGUARD पहल का हिस्सा है और NTNU में कई वर्षों के शोध और विकास पर आधारित है। NTNU VISTA सेंटर फॉर ऑटोनॉमस रोबोटिक्स ऑपरेशंस सबसी (CAROS) ने आवश्यक बुनियादी ढांचे और सहायता प्रणालियों को विकसित करने में केंद्रीय भूमिका निभाई है।