I sistemi marini autonomi (AMS) sono piattaforme robotiche di superficie e subacquee che utilizzano sistemi integrati di navigazione, rilevamento, controllo, comunicazione ed elaborazione dati a bordo per svolgere missioni con una minore dipendenza dal controllo umano continuo. I sistemi marini autonomi comprendono AUV, ASV, aliante subacquei, piattaforme di profilatura e imbarcazioni autonome di maggiori dimensioni.
Questa pagina presenta i produttori di imbarcazioni e sistemi marini autonomi utilizzati per la ricerca oceanografica, l’ispezione delle infrastrutture, il monitoraggio ambientale e la sicurezza marittima.
Leggi il Panoramica tecnologica
Strumenti, sensori e tecnologie ad alte prestazioni per l'esplorazione e il monitoraggio degli ambienti sottomarini
Sensori inerziali e sistemi di posizionamento acustico ad alta precisione per applicazioni marine, marittime e offshore
Robotica oceanica all'avanguardia e soluzioni software ad architettura aperta
Sistemi di veicoli robotici subacquei ibridi per operazioni sottomarine multimissione nei settori civile, della sicurezza e della difesa
Veicoli subacquei autonomi di ultima generazione per il rilevamento e l'ispezione
Soluzioni innovative di veicoli subacquei autonomi per applicazioni subacquee di ricerca, scienza e sicurezza
Tecnologie innovative per l'autonomia e le imbarcazioni senza equipaggio per operazioni marittime
Veicoli sottomarini autonomi (AUV), veicoli sottomarini residenti e veicoli telecomandati (ROV) di ultima generazione
Soluzioni robotiche e controllate a distanza per la raccolta dei rifiuti, le operazioni di soccorso e la raccolta di dati acquatici
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I sistemi marini autonomi (AMS) sono piattaforme robotiche progettate per operare in superficie o in profondità nell’oceano con una dipendenza ridotta dal controllo umano continuo. Essi combinano navigazione, controllo, comunicazioni, rilevamento e elaborazione dati a bordo per svolgere missioni che spaziano dall’osservazione scientifica e dai rilievi idrografici all’ispezione delle infrastrutture e al monitoraggio ambientale.
I moderni sistemi marini autonomi comprendono veicoli di dimensioni, livelli di autonomia e concetti operativi molto diversi tra loro. Alcuni seguono rotte predefinite, mentre i veicoli marini autonomi più avanzati sono in grado di interpretare i dati dei sensori, adeguare il comportamento durante la missione e rispondere alle mutevoli condizioni ambientali o operative. Il grado di autonomia varia notevolmente e molti sistemi mantengono un certo livello di supervisione a distanza o di intervento da parte dell’operatore.
Imbarcazione autonoma, l’USV DataXplorer™ di Open Ocean Robotics.
I veicoli subacquei autonomi (AUV) sono veicoli subacquei senza equipaggio (UUV) non collegati a cavi che navigano sotto la superficie utilizzando sistemi di controllo di bordo, navigazione inerziale, posizionamento acustico e altri sistemi di localizzazione. Gli AUV sono ampiamente adatti alla mappatura dei fondali marini, al campionamento scientifico, alle indagini geofisiche, all’ispezione delle infrastrutture e ad altre missioni in cui un controllo costante tramite cavo limiterebbe l’autonomia o la manovrabilità.
Le imbarcazioni di superficie autonome (ASV) operano sulla superficie dell’acqua avvalendosi di tecnologie di propulsione, governo, navigazione, consapevolezza situazionale e prevenzione delle collisioni. Le ASV possono supportare rilievi idrografici, monitoraggio ambientale, ispezioni offshore, ripetitori di comunicazione e altre missioni, riducendo al contempo la necessità di imbarcare personale su imbarcazioni da rilevamento di dimensioni più ridotte. A seconda del loro livello di autonomia, possono operare in modo indipendente per compiti definiti oppure rimanere sotto supervisione remota.
Gli alianti subacquei si muovono variando la galleggiabilità e convertendo il movimento verticale in avanzamento grazie ad ali idrodinamiche. La loro propulsione a basso consumo li rende particolarmente adatti a missioni oceanografiche di lunga durata che prevedono misurazioni di temperatura, salinità, ossigeno disciolto, fluorescenza e altri parametri della colonna d’acqua.
Le imbarcazioni autonome di maggiori dimensioni applicano la tecnologia delle imbarcazioni autonome a operazioni commerciali, di ricerca, offshore o logistiche. A seconda dell’applicazione, la tecnologia delle navi autonome può supportare la pianificazione delle rotte, il monitoraggio dei macchinari, la consapevolezza situazionale, la prevenzione delle collisioni e la supervisione a distanza. Le navi di superficie autonome possono operare a diversi livelli di autonomia, anziché funzionare senza supervisione umana in ogni situazione.
Le piattaforme di profilatura autonome attraversano ripetutamente la colonna d’acqua per raccogliere misurazioni a diverse profondità. Questi sistemi comprendono galleggianti di profilatura e altri strumenti mobili in senso verticale utilizzati per osservare le condizioni fisiche e biogeochimiche dell’oceano nel corso di dispiegamenti prolungati.
I sistemi marini autonomi consentono ai ricercatori di acquisire misurazioni ripetibili su aree e scale temporali che potrebbero risultare difficili da coprire utilizzando esclusivamente navi da ricerca. Essi possono trasportare sensori fisici, chimici, acustici e biologici, seguendo transetti programmati, profili o strategie di campionamento adattive.
Le navi da rilevamento autonome e i veicoli subacquei possono trasportare ecoscandagli multibeam, sonar a scansione laterale, profilatori del sottosuolo, magnetometri e apparecchiature di posizionamento. La loro capacità di seguire linee di rilevamento precise e ripetibili può supportare la mappatura batimetrica, la caratterizzazione dei fondali marini, il rilevamento delle rotte e altre attività di acquisizione di dati idrografici o geofisici.
Gli AUV sono particolarmente preziosi per l’indagine ad alta risoluzione del fondale marino, poiché possono operare più vicino al fondale rispetto a molti sistemi di rilevamento montati in superficie. I veicoli marini autonomi progettati per grandi profondità possono inoltre esplorare gli ambienti delle profondità oceaniche utilizzando sonar, telecamere, sensori ambientali e strumenti geofisici, operando al di là della portata pratica del controllo continuo dalla superficie.
I sistemi marittimi autonomi possono ispezionare condotte, cavi sottomarini, strutture offshore, infrastrutture portuali e beni costieri utilizzando il sonar e il rilevamento ottico. Missioni autonome ripetute possono inoltre aiutare gli operatori a confrontare nel tempo le serie di dati raccolti lungo percorsi costanti e a identificare cambiamenti che potrebbero richiedere un’indagine più approfondita.
I sistemi marini autonomi possono supportare la valutazione della qualità delle acque, l’osservazione degli habitat, il monitoraggio dell’inquinamento, la ricerca sulla pesca e programmi più ampi di osservazione degli oceani. I veicoli a lunga autonomia consentono di aumentare la copertura spaziale e temporale senza richiedere che un’imbarcazione con equipaggio rimanga continuamente in posizione.
I sistemi marini autonomi possono supportare la sorveglianza, la ricognizione, le contromisure antimine, il monitoraggio dei porti e l’ispezione dei fondali marini. Le piattaforme di superficie e subacquee possono estendere la copertura operativa riducendo al contempo la necessità di inviare personale in ambienti pericolosi o di difficile accesso.
Sistemi marini autonomi di Advanced Navigation: l’AUV Hydrus Micro Hovering.
L’autonomia di queste piattaforme dipende da diverse tecnologie strettamente integrate tra loro, quali quelle relative al controllo, al rilevamento, all’elaborazione dei dati, alle comunicazioni e alla sicurezza.
Insieme, queste tecnologie costituiscono l’architettura di controllo che distingue l’ingegneria delle imbarcazioni autonome dalle piattaforme marine convenzionali telecomandate o controllate manualmente, sebbene i sistemi autonomi possano comunque incorporare la supervisione remota e l’intervento umano. Il funzionamento affidabile dipende anche dalla gestione dei guasti e da comportamenti di recupero sicuri nel caso in cui le comunicazioni, i sensori, la propulsione o altri sistemi critici subiscano un deterioramento.
Lo sviluppo si concentra sempre più sull’estensione dell’autonomia, sul miglioramento del processo decisionale a bordo, sul rafforzamento dell’affidabilità operativa e sulla riduzione della quantità di intervento umano diretto richiesto durante missioni complesse.
Questi sviluppi stanno orientando i sistemi marini autonomi verso impieghi più prolungati, un’esecuzione delle missioni più adattiva, una maggiore resilienza operativa e una più stretta integrazione con reti più ampie di osservazione oceanica, offshore, scientifiche e operative marittime.
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