पानी के भीतर की प्रणालियों की परिचालन स्वायत्तता के लिए एक सहायक तकनीक के रूप में स्वचालित डॉकिंग

एजलैब द्वारा विकसित डॉकिंग स्टेशन, पुर्तगाल के मातोसिनहोस स्थित सीईआईआईए द्वारा विकसित अटलांटिस लैंडर में एकीकृत किया गया है। साभार: एजलैब

लंबे समय से, पानी के भीतर चलने वाली प्रणालियों की परिचालन स्वायत्तता प्रत्यक्ष मानवीय हस्तक्षेप के बिना निरंतर संचालन सुनिश्चित करने में असमर्थता से बाधित रही है। स्वायत्त जलमार्ग वाहन (एयूवी), हालांकि जल स्तंभ के साथ या समुद्र तल पर पूर्व-निर्धारित मिशनों को पूरा करने में सक्षम हैं, लेकिन ऐतिहासिक रूप से प्रत्येक परिचालन चक्र के अंत में ऊर्जा पुनर्भरण, डेटा स्थानांतरण और मिशन पुनर्गठन के लिए भौतिक पुनर्प्राप्ति की आवश्यकता होती रही है।

सतही संचालन पर यह निर्भरता दीर्घकालिक समुद्री अवलोकन अवसंरचनाओं के विकास में प्रमुख बाधाओं में से एक रही है, जिससे उनकी प्रभावशीलता, निरंतरता और विस्तारशीलता काफी हद तक सीमित हो गई है। इस संदर्भ में, जलमग्न डॉकिंग तकनीक एक महत्वपूर्ण सहायक कारक के रूप में उभरती है: डॉकिंग स्टेशनों की शुरुआत से पारंपरिक परिचालन पद्धति को पार करना संभव हो जाता है, जिससे वायुसैनिक उपग्रह वाहनों (एयूवी) की स्वायत्तता में व्यापक विस्तार होता है और उच्च स्तर की परिचालन विश्वसनीयता के साथ निरंतर, वितरित निगरानी प्रणालियों की तैनाती संभव हो पाती है।

पानी के नीचे डॉकिंग तकनीक

पानी के भीतर डॉकिंग की सुविधा से एक एयर कैरियर (एयूवी) समर्पित सबसी स्टेशन की ओर पहुंचने और उसे स्थापित करने में सक्षम होता है। यह स्टेशन स्वचालित संरेखण, बैटरी रिचार्जिंग, द्विदिशात्मक डेटा स्थानांतरण और मिशन मापदंडों के अद्यतन को सहायता प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। डॉकिंग स्टेशन उन्नत समुद्री अवलोकन प्रणालियों के प्रमुख आधारभूत नोड्स हैं, जो सतही संचालन पर निर्भरता को कम करते हैं और डेटा अधिग्रहण अभियानों की कुल अवधि को बढ़ाते हैं।

डॉकिंग तकनीक का विकास क्रमिक रहा है: शुरुआती मैनुअल या सहायक समाधानों से, जिनमें ऑपरेटर की महत्वपूर्ण सहायता की आवश्यकता होती थी, से लेकर हाल ही में स्वचालित डॉकिंग के कार्यान्वयन तक। ये स्वचालित डॉकिंग सटीक नेविगेशन प्रणालियों, ध्वनिक और ऑप्टिकल निकटता सेंसर, उन्नत नियंत्रण एल्गोरिदम और स्वायत्त निर्णय लेने वाले तर्क पर आधारित हैं, जो चुनौतीपूर्ण पर्यावरणीय परिस्थितियों में भी निकटता, कैप्चर और डिस्कनेक्शन चरणों को सुदृढ़ रूप से प्रबंधित करने में सक्षम हैं।

स्वचालित डॉकिंग महज एक मामूली सुधार नहीं है, बल्कि एक प्रतिमान परिवर्तन है, क्योंकि यह एयूवी को मिशन-आधारित प्लेटफॉर्म से एक स्थायी प्रणाली के तत्व में बदलने में सक्षम बनाता है, जो मानवीय हस्तक्षेप के बिना लंबे समय तक काम करने में सक्षम है।

एजलैब और डॉकिंग तकनीक का प्रगतिशील विकास

ला स्पेज़िया में मुख्यालय वाली नवोन्मेषी लघु एवं मध्यम उद्यम कंपनी एजलैब एसपीए उन्नत समुद्री प्रौद्योगिकियों के क्षेत्र में कार्यरत है, जिसका विशेष ध्यान स्वायत्त जलमग्न वाहनों और वैज्ञानिक, औद्योगिक एवं सुरक्षा अनुप्रयोगों के लिए एकीकृत प्रणालियों के डिजाइन पर है। पिछले कुछ वर्षों में, एजलैब ने यूरोपीय संघ द्वारा वित्त पोषित अनुसंधान एवं नवाचार परियोजनाओं में भागीदारी के माध्यम से जलमग्न डॉकिंग की चुनौती का व्यवस्थित रूप से समाधान किया है, और एक प्रगतिशील तकनीकी मार्ग विकसित किया है जो मैनुअल समाधानों के कार्यान्वयन से लेकर स्वचालित डॉकिंग आर्किटेक्चर के सत्यापन तक ले गया है।

विशेष रूप से, दो परियोजनाएँ इस तकनीकी विकास के मुख्य मील के पत्थर का प्रतिनिधित्व करती हैं: NAUTILOS और MARE

NAUTILOS: सतत समुद्री अवलोकन के संदर्भ में मैनुअल डॉकिंग का सत्यापन

यूरोपीय संघ के होराइजन 2020 अनुसंधान एवं नवाचार कार्यक्रम के अंतर्गत वित्त पोषित NAUTILOS परियोजना, आवश्यक समुद्री चरों (EOVs) के मापन हेतु नवीन तकनीकों के विकास और प्रदर्शन पर केंद्रित है। इसका उद्देश्य भौतिक, रासायनिक, जैविक और गहरे समुद्र के चरों के अवलोकन में मौजूद कमियों को दूर करना है। यह परियोजना कम लागत वाले सेंसर और सैंपलर के उपयोग के माध्यम से मौजूदा यूरोपीय अवलोकन अवसंरचनाओं को सुदृढ़ और पूरक बनाने का प्रयास करती है। इन सेंसर और सैंपलर को विभिन्न स्वायत्त प्लेटफार्मों पर एकीकृत किया जाएगा और यूरोपीय समुद्रों में बड़े पैमाने पर प्रदर्शनों के माध्यम से इनका सत्यापन किया जाएगा।

इस संदर्भ में, एजलैब ने स्वायत्त प्लेटफार्मों के लिए तकनीकी समाधानों के विकास, अनुकूलन और सत्यापन में सक्रिय भूमिका निभाई, जिसमें सेंसर एकीकरण, ऑन-बोर्ड सिस्टम अनुकूलन और एयूवी की परिचालन क्षमताओं को बढ़ाने के लिए एक कार्यात्मक तत्व के रूप में पानी के नीचे डॉकिंग समाधानों के परिचालन परीक्षण की जिम्मेदारी ली गई। नॉटिलोस में, डॉकिंग को मैन्युअल या सहायता प्राप्त रूप में लागू किया गया था, जो एयूवी और डॉकिंग स्टेशन के बीच यांत्रिक, विद्युत और संचार इंटरफेस के सत्यापन के लिए एक प्रारंभिक परीक्षण मंच का प्रतिनिधित्व करता है।

इन गतिविधियों ने धाराओं की उपस्थिति में संरेखण, वाहन स्थिरता और बिजली कनेक्शन और डेटा प्रवाह की विश्वसनीयता से संबंधित परिचालन चुनौतियों का एक महत्वपूर्ण विश्लेषण करने में सक्षम बनाया, जिससे स्वायत्तता के उच्च स्तरों की ओर विकास के लिए एक ठोस तकनीकी और परिचालन आधार प्रदान किया गया।

MARE: स्वायत्त पारिस्थितिकी तंत्र के एक सहायक तत्व के रूप में स्वचालित डॉकिंग

NAUTILOS के अनुभव के आधार पर, EdgeLab ने MARE परियोजना (मशीन लर्निंग एप्लाइड टू मरीन इकोसिस्टम रिसर्च वाया AUVs) विकसित की, जिसे यूरोपीय संघ - NextGenerationEU द्वारा वित्त पोषित किया गया और राष्ट्रीय पुनर्प्राप्ति और लचीलापन योजना (PNRR) के ढांचे के भीतर कार्यान्वित किया गया। इस परियोजना का उद्देश्य उन्नत समुद्री अवलोकन के लिए एक एकीकृत प्रणाली विकसित करना है, जिसे कई प्लेटफार्मों की परस्पर क्रिया के माध्यम से संपूर्ण जल स्तंभ में आवश्यक महासागरीय चरों के समन्वित मापन को सक्षम बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

MARE प्लेटफॉर्म एक मॉड्यूलर और इंटरऑपरेबल आर्किटेक्चर के भीतर एक AUV, डॉकिंग स्टेशन, लैंडर, हब बोय और ग्राउंड कंट्रोल स्टेशन को एकीकृत करता है, जिसे एक सुसंगत संचार नेटवर्क और प्रयोगशाला वातावरण तथा नियंत्रित परिचालन परिदृश्यों में किए गए अंशांकन, परीक्षण और सत्यापन प्रक्रियाओं द्वारा समर्थित किया जाता है। इस ढांचे के भीतर, स्वचालित डॉकिंग तकनीक एक केंद्रीय और विशिष्ट तत्व है: डॉकिंग स्टेशन सतह पर पुनर्प्राप्ति की आवश्यकता के बिना AUV की स्वायत्त वापसी, ऊर्जा पुनर्भरण, निरंतर डेटा स्थानांतरण और मिशन रीप्रोग्रामिंग को सक्षम बनाता है।

एकीकृत प्लेटफॉर्म: एयूवी, डॉकिंग स्टेशन, ग्राउंड कंट्रोल स्टेशन और सरफेस बोया। क्रेडिट: एजलैब

डॉकिंग प्रणाली उन्नत नियंत्रण एल्गोरिदम, सिस्टम डायग्नोस्टिक्स और स्वायत्त प्रबंधन तर्क द्वारा समर्थित है, जो वाहन के परिचालन चक्र को पूरा करने और निरंतर एवं अनुकूलनीय मिशनों को सक्षम बनाने में सहायक है। पर्यावरणीय डेटा विश्लेषण के लिए मशीन लर्निंग तकनीकों को शामिल करते हुए, MARE मुख्य रूप से स्वचालित डॉकिंग की तकनीकी परिपक्वता का प्रदर्शन करता है, और डॉकिंग को उच्च स्तर की परिचालन विश्वसनीयता के साथ स्वायत्त, स्केलेबल समुद्री अवसंरचनाओं के लिए एक सक्षम तकनीक के रूप में स्थापित करता है।

इटली के ला स्पेज़िया स्थित एजलैब द्वारा विकसित स्वायत्त डॉकिंग पूल परीक्षण। साभार: एजलैब

स्वचालित डॉकिंग के तकनीकी और परिचालन संबंधी निहितार्थ

पानी के भीतर डॉकिंग के विकास के प्रभाव व्यक्तिगत वाहन से कहीं अधिक व्यापक हैं। स्वायत्त रूप से सबसी स्टेशन पर लौटने में सक्षम एयूवी की उपलब्धता से स्थायी समुद्री अवसंरचनाओं की तैनाती संभव हो पाती है, जिनकी विशेषता रसद सहायता की कम आवश्यकता और प्राप्त डेटा में अधिक निरंतरता है।

परिचालन की दृष्टि से, स्वचालित डॉकिंग से सहायक पोतों और विशेष कर्मियों के उपयोग से जुड़ी लागतों को कम करना संभव हो जाता है, साथ ही परिचालन सुरक्षा में भी सुधार होता है। प्रणालीगत दृष्टि से, यह अवलोकन नेटवर्क की विस्तारशीलता के लिए एक प्रमुख सहायक है, जिससे वितरित संरचनाओं के भीतर कई स्वायत्त प्लेटफार्मों का समन्वय संभव हो पाता है।

निष्कर्ष

एजलैब द्वारा अपनाए गए विकास पथ में, NAUTILOS परियोजना के भीतर मान्य मैनुअल डॉकिंग से लेकर MARE में कार्यान्वित स्वचालित डॉकिंग तक, यह प्रदर्शित होता है कि पानी के नीचे की प्रणालियों की परिचालन स्वायत्तता प्रयोग, प्रणाली एकीकरण और तकनीकी परिपक्वता पर आधारित प्रगतिशील विकास का परिणाम है।

आज, स्वचालित डॉकिंग महज एक सहायक विशेषता नहीं रह गई है, बल्कि समुद्री अवलोकन, संचालन की स्थिरता और बुद्धिमान जलमग्न अवसंरचनाओं के विकास के लिए एक रणनीतिक सहायक कारक बन गई है। इन परियोजनाओं के माध्यम से, एजलैब ने एक ऐसी तकनीक की उन्नति में योगदान दिया है जो स्वायत्त समुद्री प्रणालियों के भविष्य में केंद्रीय भूमिका निभाने के लिए तैयार है।

एजलैब की सीईओ मिशेल कोको। साभार: एजलैब