SONIA-Team: Die Zukunft autonomer Unterwasserfahrzeuge

Wenn es darum geht, die Zukunft der Technologie zu gestalten, hängt Ihr Erfolg ausschließlich von Ihrem Team ab. Der Verlust eines talentierten Spezialisten ist immer ein Problem, auch wenn er in ein benachbartes Büro direkt am Korridor gezogen ist. „Sie hatten eine Abschiedsparty für mich“, lacht Emily Demers-Maureen, eine 24-jährige Studentin an der École de technologie supérieure University in Montreal, Prov. Quebec (Kanada), zukünftiger Elektrotechniker. "Und ich dachte: aber ich gehe nur zum nächsten Büro."



Obwohl Emily Demers-Maureen und ihr Team auf den ersten Blick nur ein technischer Studentenclub sind, stehen sie tatsächlich an der Spitze der „Unterwasser“ -Innovation. Die Zukunft der Kartographie, des militärischen Nachrichtendienstes und des U-Boot-Transports kann sich durch ihre Arbeit radikal verändern. Seltsamerweise suchte Emily Demers-Maureen in der Nachbarschaft in einem völlig anderen Club nach brillanten Designlösungen.

Im September 2016 wechselte sie zu Chinook, einem Ingenieur- und Technikclub an ihrer Universität, der windbetriebene Autos in den Niederlanden entwirft, baut und deren Wettbewerbe organisiert. Nach einem Jahr der Organisation und Durchführung von Konferenzen und Veranstaltungen für ihr Team wollte Emily ihre technischen Fähigkeiten verbessern und entschied sich, der Système d'opération nautique intelligent et autonome - oder kurz gesagt dem SONIA-Team - beizutreten


Das 1999 gegründete SONIA-Team entwickelte und entwarf acht autonome Unterwasserfahrzeuge (AUV). Ganz allgemein gesagt ist AUV eine intelligente Maschine, die viele Aufgaben in einer Unterwasserumgebung ausführen kann. Sie kann ihren Standort bestimmen, Sonar verwenden, Entfernungsberechnungen durchführen und genau positionieren. Alle diese Parameter werden dann gleichzeitig für eine Vielzahl von Aufgaben verwendet, z. B. zum Identifizieren eines Objekts oder zum Starten eines Torpedos an einem bestimmten Ort.

Bis vor kurzem wurden AUVs aufgrund ihrer technologischen Einschränkungen nur zur Lösung eines relativ begrenzten Aufgabenbereichs eingesetzt. Mit der Entwicklung von Prozessortechnologien und der Schaffung leistungsfähigerer Stromversorgungen werden AUVs nun in immer mehr Anwendungen eingesetzt - von der Erstellung detaillierter Karten des Meeresbodens bis zum Abschleppen unter Wasser. Diese Funktionen werden ständig weiterentwickelt.


Das SONIA-Team besteht aus Studenten verschiedener Fachrichtungen - zukünftigen Mechanikern, Ingenieuren und Programmierern. Ihr Ziel ist es, jährlich an einem internationalen Wettbewerb teilzunehmen, bei dem U-Boote von Studentenrobotern miteinander konkurrieren und eine komplexe Reihe visueller und akustischer Aufgaben ausführen. Dieses Team belegte 2011 den 1. Platz und kämpft seitdem um die Wiedergewinnung von Gold. Der bevorstehende Wettbewerb in San Diego, Kalifornien, ist der erste seit Emily Demers-Morin, seit sie diesem Team beigetreten ist.

„Dies ist ein Labor für junge Ingenieure, das ihnen hilft, ihren Verstand und ihre Fähigkeiten zu verbessern“, sagt Emily Demers-Maureen. "Im Gegensatz zu anderen Clubs, in denen man sich nur auf die mechanische Seite konzentrieren kann, vereint SONIA künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen, Elektrotechnik und Softwareentwicklung."
Das SONIA-Team ist fest davon überzeugt, dass Wissen am besten durch praktische Erfahrung und Zusammenarbeit sowie durch Teamarbeit gewonnen werden kann. Seine Mission ist es, jedem ein Bildungsumfeld für Verbesserungen im Bereich der Robotik zu bieten. Dementsprechend ist ihre gesamte Arbeit ein Open-Source-Programm, das auf GitHub veröffentlicht wird.


„Viele Unternehmen und das Militär nutzen AUV, um im Ozean zu forschen“, sagt Emily Demers-Morin. - Diese Geräte können Tiefseeforschung betreiben, Proben entnehmen oder Arbeiten während des Unterwasserbaus kontrollieren. Da es sich bei unseren Entwicklungen um Open Source-Software handelt, kann jeder sie herunterladen und unsere Projekte nutzen. “

Emilys Team ist das einzige, das die einzigartige Form ihres AUV verwendet, einen innovativen Designansatz, der die Navigation und die Ausführung von Aufgaben vereinfacht. Während aller Tests verbindet sie ihr ThinkPad mit einer Kombination aus SOLIDWORKS-Software, Linux und Computer Numerical Control (CNC) mit einem Unterwasserfahrzeug. Auf diese Weise erhalten Sie ein vollständiges Bild, können Telemetrie empfangen, Motorleistung, Batteriestatus und alles andere anzeigen, einschließlich dessen, was AUV über seine Doppelkameras anzeigt. Während der Testläufe muss das Gerät sowohl visuelle als auch akustische Aufgaben genau ausführen. Das ThinkPad erleichtert das Sammeln von Informationen und das Reagieren auf diese Daten in Echtzeit.


„Es klingt einfach, aber wir haben uns aus einem guten Grund für ThinkPad-Laptops entschieden: Alles funktioniert immer“, sagt Emily Demers-Maureen. "Und in den Tagen der Tests müssen wir nicht denken: Wird das heute Abend funktionieren?" Benötigen Sie Reparaturen? Wenn Sie etwas testen, helfen inneres Vertrauen und Ruhe sehr. “

Emily Demers-Maureen ist mit ihrer Wahl der Technologie nicht allein. „Ich verwende ThinkPad-Computer in all meinen AUV-Arbeiten“, fügt Olivier Lavoie, Software Development Manager, hinzu. "Von der Codierung über die Entwicklung und Modellierung von Algorithmen geht die Liste weiter und weiter."


Es ist einfach keine Zeit darüber nachzudenken, ob die Ausrüstung ausfallen wird. Der Arbeitstag kann um 6 Uhr morgens beginnen, wenn sich das Team versammelt, um gemeinsam zu frühstücken. Bei einer Tasse Kaffee mit frischem Gebäck wird entschieden, was an diesem Tag untersucht und überprüft werden muss. Dies können Hydrophone, Motoren, Torpedos oder andere Geräte sein. Zunächst wird ein „trockener“ Test durchgeführt, um festzustellen, ob alles funktioniert. Emily Demers-Maureen kann in letzter Minute etwas löten und dreimal überprüfen, ob der Akku des Geräts in Ordnung ist. Bereits im Poolraum befinden sich zwei Schreibtische für Programmierer, die am ThinkPad arbeiten, während sich das U-Boot im Wasser befindet. Darüber hinaus sind Taucher im Pool immer bereit, praktische Hilfe zu leisten. Wenn die Spezialisten die Tests abgeschlossen haben, Anpassungen vorgenommen und alles an die Universität zurückgeschickt haben, kann es bereits nach Mitternacht sein.

„Meiner Meinung nach ist das Beste an SONIA genau, wie oft wir unsere Designs testen“, sagt Emily Demers-Maureen. - Ich mag den Versuch und Irrtum Prozess, ich verstehe, was ich tun kann, um das Ergebnis zu verbessern. Ich denke: "Oh, lass uns gehen, aber nicht so schnell."

Wenn man die Synergien des SONIA-Teams betrachtet, wird sofort klar, dass sie eine erstaunliche Verbindung haben. Es ist mehr eine Familie als ein Studentenclub. Die Hälfte der Mannschaft spielt zusammen Fußball. Und wenn es nicht zu spät ist, geht das Team nach dem Testen oft auf eine Tasse Kaffee aus.

„Neben all den technischen Innovationen gefällt mir an diesem Team das Klima im Team“, sagt Lavoie. Der 23-jährige Student arbeitet seit einem ganzen Jahr im Team. In Anlehnung an Emilys Gefühle glaubt er, dass die unzerbrechliche Bindung des Clubs sie nur während des Wettbewerbs trennen kann.


Schließlich ist SONIA nur ein Studentenclub, und Emily Demers-Morin macht sich keine Illusionen über die Höhe der für ihr Projekt verfügbaren Mittel. Obwohl sie nicht über ein großes Budget verfügen können, bedeutet dies keineswegs, dass ihre Projekte die reale Welt nicht ernsthaft beeinflussen können.

"Vor einiger Zeit haben sie uns angerufen: Der Junge ist im Fluss verschwunden", sagt sie. - Die Wassertemperatur der Taucher war zu niedrig und sie riefen uns an, um mehr über unsere Technologien zu erfahren und wie sie in Zukunft für Such- und Rettungszwecke eingesetzt werden können. Wir brauchen mehr Mittel, um weiterarbeiten zu können, und wir haben die notwendigen Projekte, um Unterstützung zu erhalten. “

Für die Zukunft hat Emily Demers-Morin außerhalb des RoboSub-Wettbewerbs große Pläne. Elektrotechnik ist ihr zweites Diplom. Das erste ist ein Psychologiediplom. Letztendlich möchte sie beide Bereiche kombinieren, um innovative Technologien wie Ohrimplantate und Sehhilfen zu schaffen, insbesondere in aufstrebenden Märkten, in denen der Zugang zu Technologie eingeschränkter ist.


"Menschen, die in der Medizin arbeiten, können verstehen, wie die Gehirnmechanismen funktionieren, sind jedoch nicht immer mit Technologie vertraut, und Techniker verfügen über Software, wissen jedoch nicht unbedingt, wie sie diese verwenden sollen", sagt sie. "Wird es bei Robotikwettbewerben helfen oder wird es den Menschen irgendwann ermöglichen, die Welt auf eine neue Art und Weise zu lernen, aber ich werde mein Wissen nutzen, um zwischen dem Gehirn und der Maschine zu kommunizieren."

Source: https://habr.com/ru/post/de420191/


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