大西洋を横断する自律セーリング

大西洋をボートで横断することは、人間の船乗りにとっても十分に挑戦的なことです。 しかし、コンピュータの場合はどうでしょうか? BBC Future がロボットのセーリング レガッタを訪問しました。

自動運転ボートで大西洋を横断した人は誰もいません。 2010 年に始まった大西洋横断マイクロトランザット チャレンジに挑戦したチームはほとんどなく、ほんの一握りのチームだけが参加しました。オフショア センシングという会社は、周回を始めるまでに半分以上の 1,500 キロメートルを移動しましたが、すべて失敗しました。

公式には、マイクロトランザットの勝者は、最も速く横断を達成したチームです。 実際には、勝者が最初です。 彼らは、船舶の最大長さ（2.4メートルまたは8フィート）や障害物/衝突回避システムなどのルールを定めています。 しかし、チームは XNUMX 月から XNUMX 月の間でいつでもボートを出発させることができ、ニューファンドランドからアイルランド、またはその逆など、どの方向に向かうかさえ関係ありません。

競争相手には大学のクラブだけでなく、オフショア・センシング（帆を動力とする自律型研究船を製造する会社）のような自律型船舶会社、さらには米国海軍兵学校も含まれる。 結局のところ、主な目標は完了することだけです。 参加者の多くにとって、競争の楽しさや大西洋横断という長期的な探求は、ビジネスや研究プロジェクトの副産物です。

セイルブイには少し有利な点があります。 同社は、海洋学や気象学の研究用途向けに同様のボートを販売する営利会社です。 同社がマイクロトランザットに送った船は、以前、荒れた北海で数か月にわたる自律航行を何の問題もなく完了していた。

上から見ると、ボートはサーフボードに少し似ており、中央にソーラーパネルがあり、短い、
前部近くの台形帆。 帆を除けば、水面下に位置し、先細の鼻と尾で切り裂いています。 荒波にさらわれても、上から洗われても損傷することなく、ほぼ奇跡的に安定した航路を保っているようです。

他の人たちもこの課題に注目し、それを解決するための新しいアイデアを考えています。 オーランド応用科学大学では、小規模のエンジニア チームが 2013 年からロボット ヨットを製作し、競技会に出場しています。今年、彼らはスウェーデンの航空機メーカーから 2.8 メートル (9.2 フィート) の硬い「翼」型帆を購入しました。そしてそれを2.4メートル（8フィート）の帆船ASPireに取り付けました。

ASP は Autonomous Sailing Platform の略で、セイルブイと同じように白いですが、より深くて狭い船体と、XNUMX つの小さな翼が両側にある背の高い長方形の翼帆を備えています。 どちらのリグもレースで競争するために作られたものではなく、pH、温度、導電率、塩分濃度を測定する水センサーを搭載した研究ツールとして機能するために作られました。

研究に重点を置き、実証されていない新しいウイングセイルや未テストのシステムを使用するリスクにもかかわらず、Aland Sailing Robots は、XNUMX 月にノルウェーのホルテンで開催されたロボットセーリング世界選手権に自社の船に参加し、優勝しました。

World Robotic Sailing Championships は Microtransat のスピンオフであり、関連分野の大学や企業のチームが XNUMX 日間にわたってフリートレース、エリアスキャン競争、衝突回避、ステーションキープなどのさまざまなタスクで競い合います。ボートはその位置を XNUMX 分間保持しなければなりません。

時差スタートレース
風の強い初日、ノルウェーのオスロフィヨルドの入り江沿いで時差スタートのレースが行われ、ASPireはノルウェーからのボートの直後にスタートした。 ボートがホルテンの内港、造船所の隣の湾、水の向こうにスウェーデンが見えるところに出航する中、オーランドのチームは自分たちのボートがゆっくりと追いつき、先頭のボートを追い越すのを眺めた。

「それを見ることができて良かったです」と、Aland Sailing Robots のプロジェクトマネージャー、アンナ・フリーベ氏は言います。 「まさか対戦できるとは思っていませんでした。 しかし、結果的にはうまくいきました。」

チームの強みはソフトウェア エンジニアリングと状況分析にありますが、困難な海でボートを運航するには機械工学にも十分に熟達している必要があります。 ASPire は、パラリンピックのセーリング競技で使用されたキールに安定化用の鉛の重りを備えた船体に基づいて構築されました。 これに向けて、チームは翼帆に加えて研究用センサーを取り付け、それらを水中に巻き上げるリグを構築しました。

世界ロボットセーリング選手権のボートは、未来的な外観の ASPire から、子供が池で航行するようなリモコンヨットのような小型の伝統的な XNUMX 帆スループまで、サイズや形がさまざまです。

競技XNUMX日目、フィヨルドは雨に覆われ、ボートは風、帆の角度、舵を利用して動かずに正確な位置に座っていました。

すべての競技と同様、事前にプログラムされた搭載コンピューターは、風の状態を認識し、自身の位置を理解し、それを補うために帆と舵を操作できる必要がありました。 こちらもオーランドが優勝し、XNUMX位の開催地ノルウェー南東部ユニバーシティ・カレッジとXNUMX位の米国海軍兵学校を抑えた。

30 日目はエリアスキャンが行われ、ボートは XNUMX 分間で指定されたエリアをできるだけ多くカバーすることができました。

ほとんどは伝統的なタッキング操作を使用して経路をトレースし、ラインを広げてセイルを開いたり、巻き取って角度を変えたりしていました。 ASPireの翼帆は代わりに中央マストの周りを回転し、これにより操作が簡素化されたとフリーベ氏は述べている。

頭上から見ると、ASPire の航路は他のボートの山盛りのスパゲッティと比べると芝刈り機の格子のように見えるため、XNUMX 日目の衝突回避イベントが十分な風不足のためにキャンセルされたため、Aland はフルスイープを実行しました。

Aland Sailing Robots は、マイクロトランザットに参加するために設立されましたが、資金のほとんどが欧州地域開発基金から出ており、海洋研究プラットフォームに使われているという財政的圧力により、マイクロトランザットに挑戦するためのリソースがありませんでした。

主催者のコリン・サウゼ氏によると、マイクロトランザットの目的は海洋監視プラットフォームに貢献することだが、学習の機会も提供することだという。

Aland と Offshore Sensing はどちらも主に水生研究に焦点を当てています。 ロボットには、海洋データを取得する他の手段に比べて、いくつかの大きな利点があるとペディ氏は言います。 他の選択肢である漂流ブイや有人船は、機動性に劣るか、より高価です。

従来の調査船の費用は20,000日あたり200万ドルかかるが、ペディ氏によれば、ボートの費用も含めて自律帆船を数カ月運営できるという。 さらに、小型ボート（セイルブイは長さ XNUMX メートル、重さ XNUMX ポンド）は、ハリケーンの通り道や火山、氷山地帯など、有人ボートでは行けない場所にも行くことができます。

マイクロトランザットと世界ロボットセーリング選手権の他のチームの多くは、業界によって運営されているか、業界と提携しています。

米国海軍士官学校のチームは、海軍職員の教育としてそれを使用しています (彼らのボート、Trawler Bait は何度も漁師に捕獲されています)。 中国チームの半分は上海大学の出身で、残りの半分は企業の出身です。 ノルウェー海軍研究所はこのイベントを支援するために自律型ボートを派遣した。

そして、彼らが取り組んでいることの多くは、帆船以外にも応用できます。 自律航行はすでに急速に発展しており、マイクロトランザットの競合他社が衝突回避のために満たさなければならない基準は国際海事機関が発行したものと同じであり、オーランドのチームが他の船舶に針路と速度を送受信するために使用した自動識別システムは、商船が使用しているものと同じものです。

「企業としての私たちにとって、実際の Microtransat はそれほど大したことではありませんでした」とペディ氏は言います。 「しかし、私は何年も彼らをフォローしてきましたが、これは興味深いコンセプトだと思います。 それはまた、リンドバーグがアメリカとヨーロッパを結ぶ基本的に同じ距離を飛んだのと同じように、歴史的に重要な意味を持つものでもあります。」

それでも、ペディさんは来年、漁船に拾われたセールブイが戻ってきて修理されたら、もう一度挑戦する予定だ（何が問題なのかはまだよく分かっていない）。

「私たちはそれを最初に成し遂げて、なんとか海のこの部分を横断したいと思っています」と彼は言います。 「来年は3,000マイルを完走できると思います。」

出典: BBC フューチャー