Морская робототехника: исследование будущего и перспектив на больших глубинах.

Дата публикации : 27 October 2025

Опубликовано : Sanya Mehra

Человечество добилось огромных успехов в освоении космоса; мы высадили марсоходы на Марс, ступили на Луну и заглянули в сверхмассивную черную дыру в центре нашей галактики. Однако наши океаны по-прежнему остаются огромной и загадочной территорией на Земле. Эти огромные водные ресурсы, покрывающие три четверти поверхности Земли, составляют жизненную силу нашей планеты, поддерживая бесчисленное множество видов жизни, климат и обеспечивая кислородом и пищей.

Однако подавляющее давление в 15 фунтов на квадратный дюйм в самых глубоких точках океана делает пилотируемые исследования практически непреодолимой задачей. Во вселенной, где мы не можем защитить то, чего не понимаем, менее 10% наших океанов находятся под охраной как морские охраняемые районы (МОР). Чтобы исследовать эти неизведанные земли и разгадать их тайны, мы все больше полагаемся на достижения современных технологий, и автономные подводные аппараты (АППА) находятся на переднем крае этого процесса. Морская робототехника изучает, является ли эта новая технология решением, позволяющим, наконец, отправиться в глубокие океаны.

Проблемы морских исследований

Несмотря на красоту глубоководных районов океана, проникновение в них представляет собой уникальную и сложную задачу. Подобно освоению космоса, морская среда требует высокотехнологичных решений. Колоссальное давление и минусовые температуры в самых глубоких районах океана требуют проектирования высокопрочных, водонепроницаемых контейнеров для морских источников энергии и оборудования. Еще более важными являются системы эксплуатации, электропитания и связи, которые представляют собой одни из самых больших проблем. Исследование, опубликованное в журнале Journal of Unmanned Underwater Vehicles, утверждает, что автономные подводные аппараты должны быть обеспечены энергоэффективными источниками питания, и ученые рассматривают альтернативы, такие как топливные элементы и литий-ионные батареи, для обеспечения работы на больших расстояниях.

Современные и будущие достижения и области применения в морской робототехнике

Масштабные исследования и разработки способствуют развитию морской робототехники, что, в свою очередь, поддерживает широкий спектр применений в различных отраслях.

Очистка океана

Роботизированные инструменты совершают революцию в глобальной борьбе с загрязнением океана. Автономные надводные суда, включая WasteShark, разработанный голландской компанией RanMarine Technology, способны собирать более 400 кг отходов с поверхности океана. Дистанционно управляемый робот Jellyfishbot от французской компании IADYS эффективно очищает труднодоступные портовые районы от разливов нефти и пластикового мусора. С помощью своей системы System 03, массивного плавучего барьера, собирающего пластик из Большого тихоокеанского мусорного пятна, неправительственные организации, такие как The Ocean Clean-up, продвинулись еще дальше. Одна из их инициатив, поддерживаемая Десятилетием океана ООН, — это The Ocean Clean-up, которая сотрудничает с правительствами, предоставляя научные и технологические данные для принятия решений.

Образование и охрана морской среды

Морской роботизированный планер Liquid Robotics Wave Glider от компании Boeing способен собирать важные данные о состоянии океана, находясь в плавании целый год в рамках одной миссии. Гуманоидные подводные роботы, такие как OceanOne Стэнфордского университета, могут исследовать хрупкие коралловые рифы и даже извлекать артефакты из затонувших кораблей, как это было сделано с кораблем La Lune XVII века, для проведения важных исследований. Кроме того, специализированные исследовательские программы все чаще используют морскую робототехнику. Например, для наблюдения за морской жизнью и изучения воздействия устройств, использующих энергию приливов, Шотландский центр морской робототехники создал «Дрейфующие уши» — недорогие мобильные звукозаписывающие устройства, которые подслушивают подводные звуки.

Обнаружение пропавших предметов и исследование морского дна

Дистанционно управляемые подводные аппараты (ROV) и автономные подводные аппараты (AUV) важны для операций высокого риска, таких как поисково-спасательные работы и обнаружение потерянных объектов. Например, ВМС США уже некоторое время используют беспилотные подводные аппараты (UUV) для обнаружения и уничтожения подводных мин, работа, которая для пилотируемых водолазов заняла бы гораздо больше времени. Сами ВМС развивают свои возможности аналогичными темпами, используя подводные аппараты, такие как HII Yellow Moray (REMUS 600), для обследования важной подводной инфраструктуры и проведения боевых операций на морском дне. В качестве подтверждения растущего использования этих технологий в действующих флотах, ВМС даже запустили программу обучения операторов работе с подводными аппаратами в подводных городах, чтобы повысить их уверенность в использовании этой технологии.

Обследование инфраструктуры, судов и трубопроводов.

Еще одно важное применение морских роботов — обслуживание крупных исторических подводных сооружений. Согласно исследованию Технического университета Дании, беспилотные роботизированные аппараты могут сканировать прибрежные суда днем ​​и ночью без помощи людей-геодезистов, особенно в опасных зонах, таких как балластные цистерны. Для повышения безопасности и упрощения операций все чаще используются беспилотные надводные аппараты (БНА) для обследования и инспекции морских сооружений, таких как порты, мосты и морские нефтегазовые объекты. Автономные суда, оснащенные сложными гидролокаторами и камерами, могут проводить детальные структурные инспекции для подтверждения целостности жизненно важной подводной инфраструктуры, включая трубы и коммуникационные кабели.

Мониторинг морской среды и подводная фотосъемка

Быстрый и надежный способ получения высококачественных изображений и видеозаписей водной жизни — использование морских роботов. В то время как ученые используют эти аппараты для изучения экосистем и качества воды, коммерческие водолазы обычно применяют их для проверки безопасности участков перед погружением. Поскольку наблюдение в режиме реального времени и в течение длительного времени имеет важное значение для охраны окружающей среды, специализированные устройства на этих роботах позволяют анализировать воду на наличие загрязняющих веществ, уровень солености и другие ключевые параметры.

Борьба с пиратством

Морская безопасность также является одной из областей, где используется робототехника. Оснащенные передовыми инфракрасными камерами, роботы для борьбы с пиратством способны патрулировать морские торговые пути, обнаруживать и предотвращать пиратские нападения, обеспечивая круглосуточное наблюдение, что снижает риск для персонала.

Развитие морской робототехники в отдельных странах

Огромные государственные и частные инвестиции подпитывают конкуренцию за мировое лидерство в области морских роботов:

• Благодаря компетентному правительству Южная Корея вышла на передовые позиции. К 2028 году Министерство океанов и рыболовства планирует инвестировать 22,7 миллиона долларов США в развитие технологий «умных портов», включая автономные транспортные средства и автоматизированное оборудование для обработки грузов. Эта инициатива является частью более масштабного «Четвертого генерального плана развития интеллектуальной робототехники», цель которого — сделать Корею мировым лидером в области робототехники, увеличив к 2030 году масштабы робототехнической отрасли более чем в четыре раза.
• Правительство Германии активно объединяет свои ресурсы. При поддержке Федерального министерства исследований, технологий и космоса был создан Немецкий институт робототехники (RIG) с целью объединения ведущих центров робототехники по всей стране. RIG фокусируется на фундаментальных направлениях исследований в области робототехники на основе искусственного интеллекта и тесно сотрудничает с промышленностью для преобразования концепций в практические решения и поддержки технологического лидерства Германии в этой важнейшей области.
• Соединенное Королевство и Ирландия также становятся лидерами. В феврале 2025 года Национальный океанографический центр Великобритании (NOC) объявил о планах по созданию одного из крупнейших и самых современных флотов морских автономных и роботизированных систем (MARS) в мире при поддержке государственного финансирования в размере более 26 миллионов фунтов стерлингов. Благодаря этому финансированию, ставшему возможным благодаря Фонду поддержки промышленных стратегических задач Великобритании, разрабатываются автономные автомобили нового поколения, способные существовать в океане, даже подо льдом.