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新闻来源：英国爱丁堡留学社区
2024/11/18 17:02:19 发表于3天前 24
一项研究表明，能够实时预测波浪的水下机器人可以降低海上可再生能源的生产成本。
研究人员表示，新技术可以让机器人在汹涌的海水中稳定工作，从而降低维护海上风电场和潮汐涡轮机的成本、速度和安全性。
到目前为止，波浪的不可预测性——使机器难以保持稳定并执行精确的动作——限制了机器人在海上平台维护中的使用。
研究团队表示，在近海部署自主机器人进行日常维护将降低可再生能源的生产成本，可再生能源的生产成本通常比使用化石燃料高得多。
它还可以简化操作（目前可能涉及船舶和直升机或将设备从水中起重），并消除人们在危险环境中工作的需要。
波浪测试
爱丁堡工程师开发出了新的计算和实验工具，使自主机器人能够在不规则的冲击波浪中保持稳定的位置。
研究人员在大学 FloWave 测试池中试用了他们的系统，使用北海浮标捕获的波浪数据来模拟机器人可能工作的环境类型。
波浪探测装置被绑在海底，测量来袭波浪的方向和高度，并将信息实时传送给附近工作的机器人。这使无人机器能够预先防范未来复杂的水体扰动，并精确抵消这些扰动以保持稳定的位置。
研究结果表明，该系统与在水面附近作业的机器人以及在更深的水下工作的机器人兼容，在那些水下仍然可以强烈感受到干扰。
改进技术
研究团队表示，新技术改进了传统的控制系统，这些系统以纠正方式运行。这些系统容易对快速变化的海洋扰动做出缓慢反应，使得它们在如此危险的环境中不太可靠。
目前的一个主要限制是机器人感知和有效抵消环境干扰的能力，这从根本上限制了小型海底车辆的当前使用。通过对未来波浪干扰进行预测并将其集成到控制系统中，我们能够在几乎不改变机器人硬件的情况下扩大这一范围。就将这项技术转化为现场而言，这是一个巨大的好处，使我们的系统适用于目前市场上的大多数车辆。
未来的研究旨在提高自主机器执行精确任务的能力 - 例如使用机械臂检测锈蚀或修理电气设备 - 同时在水中保持稳定的位置。
增加使用自主机器人来帮助维护海上可再生能源设施可能会对降低清洁能源生产成本产生变革性影响。进一步推进这项技术可能有助于实现海上无人机器人应用的重大变革，并大幅提高海上领域的自动化程度。
该项研究发表在《国际机器人研究杂志》上，获得了工程与物理科学研究委员会的资助。
该论文的开放存取版本可在此处获取： https: //www.research.ed.ac.uk/en/publications/nonlinear-model-predictive-dynamic-positioning-of-a-remotely-oper。
这项工作是现已完成的 ORCA Hub 项目的延续，该项目是由爱丁堡大学和赫瑞瓦特大学牵头的支持绿色能源转型的一项计划。
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