UTEPの研究者が自律測量船をテスト

テキサス大学エルパソ校の研究者が作った自律ボートが、テキサス州エルパソにあるアスカラテ湖に浮かんでいる。クレジット: テキサス大学エルパソ校。

テキサス大学エルパソ校の研究者が作った自律ボートが、テキサス州エルパソにあるアスカラテ湖に浮かんでいる。クレジット: テキサス大学エルパソ校。

左から右へ：UTEP卒業生のフェルナンド・ソテロ、博士課程学生のジャヤンガ・タヌカ・サマラシンハ、助教授のローラ・アルバレスがボートを岸からアスカラテ湖に運びます。クレジット: テキサス大学エルパソ校。

左から右へ：UTEPの博士課程学生ジャヤンガ・タヌカ・サマラシンハ氏、卒業生のフェルナンド・ソテロ氏、ローラ・アルバレス助教授が、アスカラテ湖の水中の地形を地図に描くボートを岸から観察する。クレジット: テキサス大学エルパソ校。

UTEP 卒業生のフェルナンド ソテロは、アスカラテ湖の水中地形をマッピングするための自律ボートを準備しています。クレジット: テキサス大学エルパソ校。

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テキサス大学エルパソ校の研究者らは、海、川、湖などの水域の深さと地形を調査する深深測量を実行できる完全自律型ボートを建造した。研究チームは、ロボットボートが偵察任務を支援するだけでなく、通常は数人の乗組員を必要とする調査プロセスの簡素化に役立つことを期待している。

このボートとその機能については、雑誌『Sensors』の 5 月号で説明されています。

「科学者が深深測量調査を行う理由はたくさんあります」とローラ・アルバレス博士は言う。 、研究の筆頭著者。 「水関連の研究に取り組みたい場合は、水域の形状と景観を知る必要があります。たとえば、電力需要に対する水の供給について学ぶために貯水池をマッピングしたり、川の進化や流れのパターンについて学ぶために川をマッピングしたりすることができます。」

Alvarez は、 UTEP の地球環境資源科学部の助教授で、地球科学の無人システムを専門としています。彼女は数年前にボートの開発を始めましたが、システムを微調整して完成させるには助けが必要でした。そこで彼女は、科学および電気工学の修士課程の学生、フェルナンド ソテロ 22 年を採用しました。

ローラ・アルバレス博士。写真提供: テキサス大学エルパソ校。

「初めてボートをテストしたのはUTEPのプールでした。ただ浮くかどうかを確認するためだったのです」と、研究共著者で現在はUTEPの卒業生であるフェルナンド・ソテロは笑った。ソテロは 1 年をかけて、3 フィート×3 フィートの円形のアルミニウム製水上バイクを改良しました。
厚い黒いインナーチューブの上に置かれ、ニューメキシコ州の砥石湖やエレファントビュート湖などのさまざまな環境でテストされています。

彼の目標には、ボートの運航時間と信頼性を延長することが含まれていました。そして完全に自律的で、風速や温度流束などの潜在的な環境問題に対応できるようにします。現在では、フェイルセーフがバッテリー残量が少なくなったときや突風が強すぎるときを検出し、基地への帰還機能をトリガーできるようになりました。舵のない船舶は 4 つのスラスターで動作し、毎秒最大 5 フィートで移動できます。
簡単に360度回転できます。ソーラー パネルとリチウム バッテリーにより、ボートは海上で最大 4 時間持続でき、最大 472,400 平方フィートの面積をカバーできます。

その間ずっと、マルチビーム音響測深機 (ソナー システム) がボートの底から音波を発します。水深は、水中への音波が海底に到達してソナーシステムに戻るまでの時間で計算できます。装置に戻ってくる音自体は、海底の物質の種類を検出するのに役立ちます。

概念実証を示すために、チームはテキサス州エルパソのアスカラテ湖とニューメキシコ州ルイドソの砥石湖の一部の 2D および 3D マップの作成に成功しました。 「私の目標はボートを最新鋭のものにすることでしたが、それは達成できたと思います。もちろん、常に改善の余地はあります」と修士論文のためにボートに取り組んだソテロ氏は語った。 「しかし、このシステムは機能しており、今のところ、アルバレス博士のような科学者が研究を容易に行えるようになれば幸いです。」

アルバレスさんは今夏、リオグランデ川の流れと深さを調査するために初めてボートを使用する予定だ。彼女は、ボートを複製する手順が最新のSensors出版物に掲載されていると付け加えました。

「私たちがこの論文を書いた理由は、誰でも自分で再現できるようにするためでした」とアルバレス氏は語った。 「それは彼らが始めるための効果的なガイドラインとして役立ちます。」

左から右へ：UTEP卒業生のフェルナンド・ソテロ氏、ローラ助教授
アルバレスさんと博士課程学生のジャヤンガ・タヌカ・サマラシンハさんがアスカラテ湖で自律ボートを観察。
テキサス州エルパソにあります。クレジット: テキサス大学エルパソ校。