Связь и управление

Источник: Cellula Robotics

В 2025 году компании ecoSUB Robotics и Sonardyne совершили прорыв в области автономных подводных операций, продемонстрировав систему навигации, установленную на морском дне, и автономный запуск автономного подводного аппарата — возможность, которая расширяет границы возможностей подводных систем.

Компании разработали донные узлы, которые сочетают акустическую связь Compatt 6 от Sonardyne с пассивной системой сверхкороткой базовой линии (USBL) для создания полностью автономных подводных пусковых станций, способных находиться в спящем режиме в течение длительных периодов времени. В каждом узле размещается автономный подводный аппарат ecoSUB внутри специальной пусковой трубы, остающийся в спящем режиме до тех пор, пока не будет активирован акустически или с помощью заданного триггера.

После активации автономный подводный аппарат ecoSUB подключает узел, освобождается и вылетает из пусковой трубы. Аппарат начинает свою миссию без GNSS, получая вместо этого точные акустические данные о местоположении от узла на расстоянии до 600 метров. Благодаря сети из четырех узлов, эта архитектура масштабируется для охвата обширных территорий и скоординированного реагирования нескольких автономных подводных аппаратов.

В июне 2026 года, во время демонстрации Smart Sound Connect Subsurface в Великобритании, компании ecoSUB и Sonardyne продемонстрировали эту концепцию в реальных условиях эксплуатации. «Демонстрация показала, как можно использовать навигационные системы, установленные на морском дне, а также как платформы ecoSUB могут использовать эту инфраструктуру, демонстрируя значительный потенциал для такого рода автономных подводных операций», — сказал Иэн Винсент, директор и генеральный менеджер ecoSUB Robotics.

В рамках проекта Smart Sound Connect Subsurface, возглавляемого Плимутским университетом совместно с Плимутской морской лабораторией (PML), платформы компаний ACUA Ocean, ecoSUB Robotics, Seaber и Sonardyne работали вместе как над, так и под поверхностью воды.

В ходе демонстрации подводный аппарат Seaber AUV Университета Плимута и подводный аппарат ecoSUB AUV одновременно осуществляли навигацию, используя только массив донных узлов. На поверхности беспилотный надводный аппарат PIONEER USV от ACUA Ocean отслеживал и управлял ecoSUB AUV с помощью системы позиционирования Sonardyne Ranger 2 Gyro USBL. USV также беспроводным способом собирал данные с постоянно установленного акустического доплеровского профилографа течений Sonardyne Origin 600, а компания Marine AI, занимающаяся разработкой морского программного обеспечения, продемонстрировала возможность продолжения навигации даже при отключении GNSS, используя систему SPRINT-Nav от Sonardyne.

Роботы Seaber Yuco и ecoSUB Robotics развертываются с помощью эхолота Echo Explorer компании Sonardyne во время демонстрации Smart Sound Connect Subsurface. Фото: Sonardyne

Из удаленного операционного центра Плимутской морской лаборатории посетители могли наблюдать за прямыми трансляциями, демонстрирующими отслеживание и телеметрию данных с автономных подводных аппаратов и акустического доплеровского профилографа Sonardyne Origin 600 на беспилотный надводный аппарат PIONEER. Фото: Плимутский университет/Плимутская морская лаборатория

Беспилотный надводный аппарат PIONEER от ACUA Ocean на демонстрации Smart Sound Connect Subsurface. Фото: ACUA Ocean

«Две самые большие проблемы при работе с морской робототехникой — это взаимодействие множества платформ, как надводных, так и подводных, в многоорганизационной среде», — сказал Эйдан Торн, менеджер по развитию бизнеса в компании Sonardyne. «Мы продемонстрировали, как это можно сделать в реальных условиях — с участием зрителей в центре дистанционного управления PML».

По его словам, использование пассивных USBL-модулей для навигации по морскому дну позволяет перенести «интеллект» системы позиционирования с поверхности на морское дно, где она может поддерживать небольшие флотилии автономных подводных аппаратов, которым не требуются значительные навигационные и коммуникационные системы.

Поскольку подводные аппараты, донные системы и надводные платформы должны работать на большем расстоянии от вспомогательных судов, оставаться в развернутом состоянии дольше и нести более мощные полезные нагрузки, доступность энергии имеет центральное значение для планирования миссий, проектирования систем и эксплуатационных расходов. Компания NautiGEN, занимающаяся разработкой морских водородных энергетических систем и созданная компанией Cellula Robotics, разработала системы на топливных элементах, позволяющие увеличить продолжительность работы сверх использования батарейного питания. Архитектура системы отделяет топливный элемент от запасаемого водорода и кислорода, которые его питают, что позволяет увеличить энергоемкость миссии за счет хранения. Для производителей и интеграторов это предлагает более гибкий способ балансировки продолжительности работы, энергии полезной нагрузки, дальности полета и доступности миссии. Первоначальные области применения включают подводные аппараты, стационарные донные энергетические системы и надводные беспилотные системы.

Технологическая база уже была продемонстрирована в подводной среде. Система топливных элементов обеспечила работу автономного подводного аппарата Envoy компании Cellula Robotics на протяжении более 2000 километров в полностью подводном режиме, в течение 385 часов непрерывной работы, включая более 4000 нелинейных маневров. Демонстрация была проведена с использованием технологии водородных топливных элементов, разработанной совместно с компаниями Infinity Fuel Cell и Hydrogen, Inc.

Объявляя о подписании меморандума о взаимопонимании с компанией Integer Technologies, Алекс Джонсон, директор по продуктам Cellula Robotics, подчеркнул необходимость обеспечения осведомленности системы и уверенности в выполнении задач при проведении подводных операций на больших расстояниях. Соглашение устанавливает основу для сотрудничества, позволяющую интегрировать программное обеспечение оператора DIGIT COMMAND от Integer с программным обеспечением управления миссиями Cellula для ее подводных беспилотных аппаратов. DIGIT COMMAND — это многоагентный менеджер миссий, разработанный для береговых операторов, который дополняет существующую систему управления и контроля уровнем поддержки принятия решений во всех операциях. Платформа обеспечения надежности миссий DIGIT от Integer объединяет высокоточные цифровые двойники с прогнозированием окружающей среды в реальном времени, позволяя операторам оценивать, координировать и адаптировать планы миссий. Благодаря интеграции данных датчиков в реальном времени с физическими моделями, платформы могут автоматически адаптироваться к меняющимся угрозам.

«Следующее поколение оборонных технологий будет определяться программным обеспечением, способным не только реагировать, но и предвидеть ситуацию», — заявил Дюк Хартман, генеральный директор Integer. «От анализа на уровне платформы до глобальной координации флота, DIGIT предоставляет программную архитектуру для победы в бою. Это представляет собой фундаментальный сдвиг в сторону технологий, учитывающих задачи, предоставляя операторам и автономным системам возможность предвидеть будущее и принимать уверенные решения для достижения успешных результатов миссии».

Университет Флориды Атлантик (FAU) продвигает технологии подводной связи благодаря гранту в размере одного миллиона долларов, полученному в рамках конкурса AUKUS Maritime Innovation Challenge, инициативы в области оборонных инноваций, поддерживаемой австралийским акселератором передовых стратегических возможностей (Advanced Strategic Capabilities Accelerator), британским акселератором в области обороны и безопасности (Defense and Security Accelerator) и подразделением оборонных инноваций США (United States Defense Innovation Unit).

Проект, возглавляемый Центром подключенной автономности и искусственного интеллекта (CA-AI) Университета Флориды в сотрудничестве с компанией Hydromea, направлен на разработку подводной системы связи и сетевого взаимодействия нового поколения, призванной помочь автономным подводным аппаратам, датчикам морского дна и морским операторам обмениваться информацией быстрее, надежнее и безопаснее.

«Современные подводные системы связи обычно заставляют операторов выбирать между дальностью и скоростью», — сказал Джордж Скливанитис, доктор философии, руководитель исследовательского проекта в FAU. «Акустические сигналы связи могут распространяться на большие расстояния, но имеют ограниченную пропускную способность, в то время как оптическая связь может передавать данные быстро, но только на короткие расстояния».

Решение FAU-Hydromea объединит обе технологии в единую программируемую платформу. Акустические каналы связи большой дальности обеспечат надежную связь для управления и контроля, а высокоскоростные каналы связи в видимом диапазоне позволят быстро обмениваться данными между находящимися поблизости автономными транспортными средствами и датчиками. Система сможет адаптироваться к изменяющимся подводным условиям и поддерживать связь даже в условиях перегруженности или противостояния.

Джордж Скливанитис, доктор философии, руководитель исследовательского проекта в Университете Флориды (FAU). Фото: FAU.

Исследователи предполагают, что эта технология откроет путь к будущему оперативному развертыванию в составе союзных морских сил, а также будет способствовать более широкому применению в научных исследованиях, мониторинге окружающей среды и морской промышленности.