رسم خرائط المستقبل

(الصورة: كونجسبرج)

(الصورة: كونجسبرج)

(الصورة: كونجسبرج)

(الصورة: كونجسبرج)

Previous Next

يعكف مراسل التقنية البحرية مع الدكتورة جيوتيكا فيرماني ، دكتوراه ، المدير الأول لشركة Shell Ocean Discovery XPRIZE وأعضاء فريق الخريجين من GEBCO-NF على الاستنتاج السريع لمقاربة 7 ملايين شل أوشن ديسكفري XPRIZE.

تعد شركة Shell Ocean Discovery XPRIZE منافسة عالمية تتحدى الفرق لتطوير تقنيات في أعماق البحار من أجل استكشاف المحيطات بشكل مستقل وسريع وعالي الدقة. وستحفز هذه الجائزة على استكشاف واستقصاء أكبر لقاع المحيط ، مما يساعد على اكتشاف أعظم عجائب وموارد كوكب الأرض لصالح البشرية. سيتم الإعلان عن الفائز في العام المقبل ، لكن الجولة الثانية ، "اختبار المنافسة" تتم في نوفمبر وديسمبر من هذا العام. إنها الفرصة الأخيرة للفرق التسعة التي لا تزال في نزاع لإثبات تصميمها والهندسة لديها ما يتطلبه الأمر. إنه وقت حطم

تم تصميم الجولة الثانية لتوسيع المفاهيم الأساسية والابتكارات والتقنيات التي قامت الفرق بتكاملها وتقطيرها لتطوير حلول جديدة تساعد في رسم خريطة أكثر من قاع البحر. بالنسبة للاختبار ، يجب إطلاق جميع التكنولوجيات الجديدة التسع من الشاطئ أو الهواء مع تدخل بشري محدود. وبمجرد تشغيله ، سيكون لدى كل فريق عدد محدود من الساعات لاستكشاف منطقة المنافسة (على عمق يصل إلى 4000 متر) لإنتاج خريطة قياس الأعماق عالية الدقة ، وصور كائن محدد وتحديد المعالم الأثرية والبيولوجية والجيولوجية.

أجرى استعراض منتصف المدة نظرة سريعة على التسعة المتأهلين للمنافسة النهائية عقب إعلانهم في أوشنولوجي انترناشونال 2018 في عدد نيسان (أبريل) الماضي ، وتمكنوا منذ ذلك الحين من اللحاق بالدكتور جيوتيكا فيرماني ، دكتوراه ، مدير أول في Shell Ocean Discovery XPRIZE وبعض العقول وراء واحدة من مداخل ، USV Maxlimer. تم بناء USV Maxlimer من قبل فريق الخريجين GEBCO-NF ، على أساس USV جديد يسمى SEA-KIT ، والذي يمكن أن يحمل حمولة قابلة للانتشار ويمكن استرجاعها تصل إلى 2.5 طن - في هذه الحالة ، هوجين AUV من Kongsberg البحرية. إنه مفهوم فريد من نوع AUV-USV ، مصمم لتمكين عمليات رسم خرائط قاع البحر أكثر كفاءة وأكثر أمانًا وفعالية من حيث التكلفة ، بالإضافة إلى توفير منصة للعديد من التطبيقات في مجموعة واسعة من القطاعات البحرية.

توفر سفينة SEA-KIT نفسها قدرة على المحيط من الجيل التالي ، بعيدة المدى وطويلة التحمل ولا تتوفر اليوم. وهي قادرة على العمل دون مساعدة لعدة أشهر في المرة الواحدة وهي أول جيل جديد من الحرف يمكنه العمل بشكل مستقل. من خلال بناء شركة Hushcraft البريطانية ، Sea-Kit ، بالإضافة إلى الخبرة العميقة والغنية لفريق GEBCO-NF الخريجين ، فإن Hugin AUV والاستقلالية ، وتقنية تحديد المواقع والاتصالات من Kongsberg Maritime من المحتمل أن توفر طريقة جديدة وأكثر فاعلية لرسم خريطة للمحيطات. بالطبع ، لدى جميع الفرق الثمانية الأخرى مفاهيم جديدة مبتكرة لإثبات ذلك ، مما يجعل من المستحيل التنبؤ بالفائز في Shell Ocean Discovery XPRIZE. لكننا سنكتشف قريبا.

الدكتورة جيوتيكا فيرماني ، دكتوراه ، مدير أول ، Shell Ocean Discovery XPRIZE

ما الذي تأمل تحقيقه من خلال Shell Ocean Discovery XPRIZE؟
يهدف مشروع Shell Ocean Discovery XPRIZE إلى تحقيق ثلاثة أهداف رئيسية هي: تسريع التكنولوجيا في مجال الروبوتات البحرية تحت الماء ، وخاصة الخرائط ، والتصوير ، والكشف المستقل عن الإشارات الكيميائية أو البيولوجية ؛ لتحفيز أسواق جديدة عن طريق إزالة السفن المأهولة وجعلها أرخص للوصول إلى أعماق البحار ؛ وأخيرًا ، لإلهام الجمهور - تكتشف هذه الروبوتات كوكبًا جديدًا تحت الماء بأشكال حياة غريبة وتضاريس غير مألوفة. ويمكن استخدام هذه التقنيات الأسية للمساعدة في إدارة البيئة في أعماق البحار وحفظها ، بل وحتى السياحة البيئية. في نهاية المطاف ، نتصور استخدام هذه التكنولوجيا لرسم خريطة كاملًا لقاع البحر بدقة عالية بحلول عام 2030 - بما يتماشى مع أهداف قاع البحر 2030.

كيف تتناسب هذه الجائزة الخاصة مع الأهداف العامة لمؤسستي XPRIZE؟
يعد Shell Ocean Discovery XPRIZE جزءًا من مبادرة المحيطات التي تهدف إلى وضعنا على طريق لا يمكن إيقافه إلى محيط صحي وقيم ومفهوم. بدون فهم شيء ما ، يكون الناس أقل ميلاً إلى تقديره ، وبدون تقدير شيء ما ، لا نهتم بصنعه. توفر الخريطة فهماً أساسياً لفهم البيئة المحيطة بنا ، لكن لدينا فقط خريطة جيدة تتراوح بين 10 و 15٪ من قاع البحر في الوقت الحالي. بدون فهم ما هو موجود ، لن نكون قادرين حقًا على تقدير هذا الكوكب الذي نسميه الوطن.

ما هي التحديات الرئيسية أو العقبات التي تواجه استكشاف المحيطات وكيف يمكن للجائزة أن تساعد الصناعة على التغلب عليها؟
يغطي المحيط 71٪ من كوكبنا ، والمنطقة المراد استكشافها شاسعة وصعبة الوصول إليها. تحدد المسابقة الهدف الجريء المتمثل في إنتاج خريطة عالية الدقة لا تقل مساحتها عن 250 كيلومتر مربع من مساحة المنافسة لمسافة 500 كيلومتر مربع خلال 24 ساعة ، الأمر الذي يتطلب حلولًا سريعة ومستقلة ستأخذنا شوطًا طويلاً نحو رسم خرائط سريعة لقاع المحيط العميق دقة عالية واكتشاف ما هو موجود في المحيطات.

عنصر رئيسي في المسابقة هو عمليات غير مأهولة. هل يمكنك شرح سبب اختيار هذا التركيز؟
في تطوير هذه الجائزة ، كان أحد إخفاقات السوق التي تم تحديدها هو حساب رسم خريطة قاع البحر بسبب الحاجة إلى السفن المأهولة في البحر. من خلال التركيز على العمليات المستقلة ، نقوم بتحفيز تطوير مجموعة من السيارات الجديدة والمقاربات التي يمكن نشرها من الشاطئ ورسم خريطة لمنطقة دون أي بشر في البحر.

تم الإعلان عن المتأهلين للتصفيات النهائية في مارس. ما هي المعايير الرئيسية المستخدمة لاختيار الفرق التي سوف تستمر؟
تم تقييم حلول الفريق على أدائه مقابل 11 معيارًا: الاستقلالية ، تجنب الاصطدام ، استرجاع البيانات ، القدرة على العمق ، التحمل ، الصور ، دقة الخرائط ، الملاحة ، صلاحيّة الإبحار ، الحجم والوزن ، والسرعة. وقد تم اختيار هؤلاء كمجرد اختبار الجاهزية التقنية وقدموا للقضاة معلومات حول كيفية أداء الفريق في سيناريو العالم الحقيقي.

بينما تركز الفرق في المقام الأول على الفوز بالجائزة ، هل تتوقع أن ترى الكثير من التسويق التجاري للتكنولوجيا المتقدمة للمنافسة بعد ذلك؟
ومن المتوقع أن يتم تسويق عدد من التقنيات ، وليس فقط الفائزين. وستكون هناك حاجة إلى مجموعة من التكنولوجيات من أجل تحقيق الهدف النهائي المتمثل في رسم خريطة لقاع البحر بأكمله بحلول عام 2030 ، وبمجرد أن تتوفر لدينا خريطة لهذا الكوكب ، فهناك غيرها من البيئات المحيطية التي سيتم رسم خرائط لها.

وتحفز المنافسة الفرق على تطوير تكنولوجيات متقدمة لاستكشاف المحيطات ؛ هل هناك أي ابتكارات رأيتها حتى الآن يمكنك تسليط الضوء عليها؟
بالإضافة إلى العمليات المستقلة في البحر مع عمليات النشر على الشاطئ ، فإن التقنية التي تستخدمها الفرق لإجراء أعمال تحت سطح الأرض تتراوح بين طائرة بدون طيار لنشر الكبسولات تحت الماء ، إلى أسراب من المركبات تحت الماء تعمل بالترادف لتغطية منطقة المنافسة ، إلى عدد من الطرق المختلفة التي تتطلب مركبة سطحية مستقلة تحمل المكون تحت السطحي للتكنولوجيا إلى منطقة المنافسة الخارجية. كما أننا نشهد مجموعة متنوعة من الأساليب لرسم خريطة سريعة لمساحة كبيرة ، حيث تستخدم الفرق طريقة العرض التقويمي التقليدية والفريقين اللذان يقومان برسم خرائط للمناطق الدائرية حيث تتحرك قرونهما تحت الماء عموديًا عبر عمود الماء. فريق واحد هو أيضا رسم الخرائط باستخدام الليزر بدلا من التقنيات الصوتية.

فيما يتعلق ببرنامج USV Maxlimer الخاص ببرنامج الخريجين GEBCO-NF ، هل يمكن أن تخبرنا ما الذي يثير إعجابك أكثر بالمفهوم والتكنولوجيا؟
هذه مركبة سطحية يمكن التحكم فيها بشكل مستقل عن الشاطئ ، وستحمل المكون تحت السطح للدخول إلى منطقة المنافسة الخارجية للنشر والانتعاش في البحر. هذه هي تقنية قوية ومتعددة الاستخدامات ستتمكن من التعامل مع مجموعة من الدول البحرية. على الرغم من أننا رأينا فقط تعمل مع AUV واحد ، فإن الهدف النهائي هو أنه يمكن تكييفها لنشر واستعادة عدد من الأساليب المختلفة لتقنيات سطح الأرض.

هل يمكن أن تخبرنا عن الاختبار النهائي - ما الذي ستفعله حلول الفرق وكيف ستقرر الفائز؟
ستتحدى الجولة الأخيرة من المسابقة حلول فرق العمل لرسم خريطة أرضية أعماق البحار بشكل مستقل (إلى عمق 4000 متر) بدقة أفقية تصل إلى 5 أمتار أو أعلى ودرجة رأسي 0.5 م أو أعلى وإرجاع 10 صور من المحيط كل 24 ساعة. ستقوم لجنة التحكيم المستقلة التابعة لنا بتقييم الخرائط في مقابل خرائط أساسية قياسية ذهبية لمعرفة مدى جودة تنفيذ الحلول. وسوف يقوموا ، بالإضافة إلى مساعدة الجمهور ، بالحكم على الصور التي تعود بها الحلول إلينا.

ندرك أن المخرج السينمائي جيمس كاميرون شارك في المراحل الأولى من تطوير الجائزة. هل ما زال على متن الطائرة والعمل بنشاط معك ، أو بعد التطورات؟
كان السيد كاميرون منذ فترة طويلة من المدافعين عن استكشاف المحيطات ، وبطبيعة الحال ، قاد حملته الخاصة إلى خندق ماريانا في عام 2012. وهو أيضًا عضو في مجلس أمناء شركة XPRIZE وكان أحد الأشخاص الذين أحضروا نشأة هذه الفكرة لعناية XPRIZE في أحد أحداث Visioneering السنوية. من هناك ، واصلت XPRIZE التطوير الكامل وتصميم هذه المسابقة.

هل هناك أي XPRIZE المستندة إلى محيط أخرى في خط أنابيب للمستقبل؟
كجزء من مبادرة XPRIZE Ocean ، بدأنا بعض الأعمال الاستقصائية الأولية حول إمكانية توفير الشعاب المرجانية XPRIZE ، بالإضافة إلى توقع XPRIZE للكوارث الطبيعية. الشعاب المرجانية هي نظام بيئي رئيسي للمحيطات ، ونتيجة لمجموعة متنوعة من الضغوطات ، فقد شهدت انخفاضا حادا على مدى السنوات القليلة الماضية. هل يمكننا إيقاف أو عكس هذا التراجع؟ الكوارث الطبيعية مثل الزلازل (والناجمة عن ذلك ، تسونامي) أو الأعاصير المدارية تؤدي إلى فقدان عشرات الآلاف من الأرواح (الأحداث المتطرفة يمكن أن تؤدي إلى خسائر مئات الآلاف من الأرواح) وخسائر اقتصادية بمليارات الدولارات سنوياً. يمكننا منع مثل هذه الخسائر؟

ثم كان هناك تسعة ... من أصل 32 مبتدئ ، تسع فرق الآن في المنافسة للفوز بسبعة ملايين دولار في Shell Ocean Discovery XPRIZE.

• ARGGONAUTS - فراونهوفر IOSB. ألمانيا
• الأزرق الشيطان المحيط الهندسة. الولايات المتحدة الامريكانية
• CFIS. سويسرا
• GEBCO-NF Alumni. الولايات المتحدة الامريكانية
• في Kuroshio. اليابان
• برج الحوت. البرتغال
• فريق تاو. المملكة المتحدة
• جامعة تكساس ايه اند ام اوشن الهندسية. الولايات المتحدة الامريكانية
• فرجينيا DEEP-X. الولايات المتحدة الامريكانية

روشيل ويجلي ، مدير برنامج نيبون مؤسسة / جيبكو التدريب في مركز الخرائط الساحلية والمحيطات في جامعة نيو هامبشاير

لماذا تم تأسيس برنامج تدريب جي بيكو؟
تم تأسيس برنامج تدريب Nebon Foundation / GEBCO في عام 2004 لمعالجة عدد من النقاط: وهو أول برنامج من نوعه يركز على قياس الأعماق في المحيطات والمهارات المطلوبة للقيام بذلك على نحو فعال. إنها مبادرة لبناء القدرات تجند المرشحين من الدول النامية بالدرجة الأولى. وينتج البرنامج شبكة جديدة من العلماء المتخصصين في وقت مبكر من المهنة وعمال رسم خرائط المحيطات لإطعامهم في مبادرات المحيطات العالمية وإغواء الأعضاء الأصغر سنا في GEBCO مع تنوع عالمي.

ما هي العناصر الرئيسية لدورك كمشروع رائد لدخول فريق خريجي جي بي بي أو إن إف إف إلى Shell Ocean Discovery XPRIZE؟
هذه تكنولوجيا معقدة ومشروع معقد. كان التحدي الرئيسي الذي أواجهه هو الجمع بين جميع أصحاب المصلحة والشركاء الماليين ومقدمي التكنولوجيا ومتطوعي خريجي جي بي سيكو. هناك العديد من مجموعات العمل وأكثر من 50 من الأفراد الدوليين الذين يعملون في هذا المشروع. لقد عملنا جميعًا معًا بشكل متجانس لتحقيق هدف واحد لمظاهرة ناجحة في الجولة الأولى. كان أهم دور لي هو ضمان بقاء خطوط الاتصال بين جميع المجموعات العاملة في المشروع مفتوحة.

هل يمكن أن تفسر كيف ولماذا وصلت إلى نهج ASV / AUV الفريد الذي طورته مع USV Maxlimer؟
لقد أدرك الفريق في وقت مبكر أن معظم التكنولوجيا المطلوبة للوفاء بتحدي Shell Ocean Discovery XPRIZE كانت موجودة تجاريًا ، ولكنها افتقرت إلى سير عمل شامل ومبتكر للعمل معًا. أردنا الاستفادة من الوسائل المثبتة في طرق جديدة ومثيرة ، والاستفادة من التكنولوجيا الناشئة ، مثل معالجة البيانات السحابية والأوعية السطحية غير المأهولة.

يأتي خريجو برنامج تدريب جيبكو من جميع أنحاء العالم ؛ هل تشعر أن الطبيعة الدولية للمجموعة قد ساعدت في تطوير الابتكارات لـ USV Maxlimer؟
مصمم القوارب كان جيدا جدا في الاستماع إلى الخبرة والمعرفة من أعضاء الفريق وكيف أن هذه المتطلبات الوفاء للمنافسة. هذا يترجم إلى تصميم وتطوير سفينة سطحية جديدة مبتكرة ، حيث خبرت خبرتنا الجماعية مصمم سفن Hushcraft وسمحت له بدمج خلفيته مع هذه المعلومات الجديدة لإنتاج USV Maxlimer. الفريق ليس دولي فقط ، بل من خلفيات متنوعة ، وهذا التنوع هو قوة الفريق.

هل توصل الفريق إلى أي مفاهيم أخرى لإدخال Shell Ocean Discovery XPRIZE الذي قد يكون السبب في ذلك؟
لم يتغير تركيزنا منذ البداية: "سيستفيد الفريق من تقنية المسح الحديثة مع الابتكارات الجديدة في مجال الخدمات اللوجستية الخارجية المدعومة من الشركات الرائدة في الصناعة لجمع بيانات قياس الأعماق عالية الدقة من خلال وسائل مستقلة". التكنولوجيا الناشئة مع أتمتة الأجهزة والبيانات المعمول بها.

هل تشعر أن العمليات الذاتية هي بالفعل الطريقة الوحيدة لتعيين محيطات العالم بكفاءة وما هي الفوائد الأساسية؟
أعتقد أن العملية الذاتية ليست سوى جزء من الحل لرسم خرائط المحيطات بكفاءة. هذه مهمة هائلة تنتظرنا وستتطلب مجموعة متنوعة من الأساليب المختلفة. ومع ذلك ، يلعب كل إبداع دورًا مهمًا في تركيزنا على فهم المحيطات بشكل أفضل. تتمثل الفوائد الرئيسية لاستخدام USV و AUV في أنها طرق أرخص وأكثر أمانًا لإنتاج بيانات ذات دقة أعلى.

لقد اختبرت USV Maxlimer في النرويج مع Kongsberg Maritime في سبتمبر الماضي. ماذا كنت تهدف لتحقيق في هذه المرحلة ، وفعلت كل شيء وفقا للخطة؟
أعدت تجاربنا البحرية خلال فصل الصيف بشكل جيد لاختبارات الجاهزية التكنولوجية لشركة Shell Ocean Discovery XPRIZE وسمحت لنا باستكمال جميع المعايير الـ 11 التي حددتها XPRIZE بنجاح. لقد نجحنا في تشغيل عملية USV / AUV مزدوجة غير مأهولة (غير مأهولة) مع 11 كيلومتر مربع من البيانات التي تم جمعها ثم نشرها في بيئة GIS عبر الإنترنت.

اكتشفنا أن فريق الخريجين GEBCO-NF كان واحدًا من تسعة من المرشحين النهائيين لـ Shell Ocean Discovery XPRIZE في مارس. لماذا قامت USV Maxlimer بعمل جيد في المسابقة؟
أعتقد أن USV Maxlimer ليس سوى جزء واحد من نجاحنا. كل مكون من حلولنا لا يقل أهمية عن أي عنصر آخر ، وجميعه تم بناءه على بعض الابتكار - وهذا النهج المتماسك لإنتاج المعلومات من البيانات الباثيمترية التي تم جمعها والتي سمحت لفريقنا بأن يكون ناجحًا كما كنا حتى الآن. كل قطعة هي جزء مهم من اللغز - مع المنتجات النهائية ، سواء كانت صور من قاع البحر أو الخرائط الباثيمترية التي تبين مورفولوجية وطبيعة قاع البحر ، كونها الهدف الرئيسي لدخول الفريق. نجحت USV Maxlimer في تقديم وسائل نشر واسترداد وإدارة عمليات AUV بمرونة ، إما في أوضاع بعيدة أو مستقلة.

خارج نطاق مشاركتك الخاصة ، هل هناك فرق أخرى تشعر أنها طورت شيئًا خاصًا؟
أحد أهداف XPRIZE هو تحفيز وابتكار التكنولوجيا. من خلال ما رأيته في حلول الفريق الآخر ، تم تحقيق هذا الهدف. لدى Ocean Mapping طريقاً طويلاً للمضي قدماً ومفتوحاً على الابتكارات الجديدة المثيرة - وأي عمل يجعل هذا الأمر موضع التركيز أمر مهم وضروري.

أثناء تقدمك نحو المراحل النهائية من المسابقة ، هل هناك أي مناطق في تصميم أو تشغيل USV Maxlimer التي تعمل عليها أو تتطلع إلى تحسينها؟
يواصل Hushcraft ، المصمّم والبناء لـ SEA-KIT USV Maxlimer تصميم وتطوير السفينة لتكون أفضل سفينة سطحية ممكنة وأكثر تنوعًا متوفرة كحل لعدد كبير من المهام البحرية.

وأخيرًا ، هل تشعر أن المفاهيم والابتكارات والتكنولوجيات التي تم تطويرها لـ USV Maxlimer يمكن أن يكون لها تأثيرات وتطبيقات أوسع نطاقاً بخلاف رسم خرائط المحيطات؟
نحن على ثقة بأن هناك مجموعة واسعة من التطبيقات التي سيكون USV Maxlimer مفيدة لها.

يوليا زارايسكايا ، خريجة برنامج التدريب وقيادة مجموعة البيانات ، خريجي GEBCO-NF

لماذا تدخل Shell Shell Discovery XPRIZE مهمة لـ GEBCO-NF؟
كجزء من مخطط General Bathymetric لمجتمع المحيطات ، يتمثل هدفنا الأكبر في توفير أعمق لقياسات أعماق البحار في العالم ، وتعد التكنولوجيا الجديدة عنصرا أساسيا في مشروع GEBCO-NF الرئيسي لقاع البحر 2030. إن Shell Shell Discovery XPRIZE تقربنا لهذا الهدف.

ما هو دورك داخل GEBCO-NF؟
كنت أقوم بتنسيق مجموعة البيانات أثناء الجولة الأولى للإشراف على الخدمات اللوجستية للمجموعة وتطوير سير عمل البيانات.

هل يمكنك وصف بعض عمليات البيانات التي تستخدمها لتمكين GEBCO-NF من الوصول إلى أهدافه في رسم خرائط محيطات العالم؟
نحن نستخدم برامج حالية مثل CARIS HIPS & SIPS و ESRI ArcGIS. الهدف الرئيسي لفريق البيانات هو جعل سير العمل لدينا مستقلاً بقدر الإمكان ولتقليل وقت المعالجة. عندما نضع هدفًا مثل رسم خريطة لمحيط العالم ، فإن أول شيء هو تطوير المعدات ، ومع ذلك ، فإننا نواجه تحديًا كبيرًا آخر - كيفية معالجة كمية هائلة من البيانات بكفاءة وتقليل الأخطاء البشرية المحتملة. ركز فريقنا جهده على كفاءة معالجة البيانات.

هل ترى الحماس لعمل GEBCO-NF من الحكومة والصناعة من حيث التعاون وتبادل البيانات ، مع أي وكالات هيدروغرافية وطنية أو كيانات تجارية؟
نرى حماسة لا تصدق خاصة في الصناعة. أصبحت عملية الحصول على البيانات المستقلة ومعالجتها الآن واحدة من أكثر المشكلات تنافسية وإلحاحًا في هذا المجال. يشمل شركاؤنا في هذا المجال مطورو معدات الخرائط ومطورو البرمجيات ومقدمو الخدمات ، وهذا التعاون مفيد لكل جانب.

ما هي التحديات الرئيسية التي تواجهها في مثل هذه المهمة الضخمة؟
التحدي الرئيسي لفريق معالجة البيانات هو الوقت. يجب أن تتم معالجة مجموعات البيانات الضخمة وأن يتم تصوير جميع المعلومات بطريقة يسهل فهمها لعامة الناس وأخيراً ، في سياق XPRIZE ، يجب تسليمها عبر الإنترنت إلى القضاة في غضون 48 ساعة.

هل يمكن أن تخبرنا ما هو المنتج (المنتجات) الذي يعمل عليه GEBCO-NF ، وكيف سيتم الوصول إليه وعن طريق من؟
المنتج الرئيسي هو خريطة لمنطقة قاع البحر المحددة التي ستقوم شركة XPRIZE بتخصيصها لنا وعلى الأقل 10 صور لأي كائنات جيولوجية أو بيولوجية أو أثرية. يجب تحميل هذه المنتجات إلى النظام الأساسي عبر الإنترنت ArcGIS Online حيث يمكن الوصول إلى حسابنا بواسطة قضاة XPRIZE. ونرى أنه كأعضاء في مجتمع GEBCO الأوسع ، فإن هذه فرصتنا أيضا لإثبات نوع المعلومات المشتقة التي يمكن الحصول عليها باستخدام بيانات قياس الأعماق.

وكيف سيساعد منتجك في النهاية المستخدمين البحريين؟
إن تطوير المعالجة الآلية للبيانات وتطوير المنتجات الإعلامية سوف يفيد المستخدمين البحريين في النهاية. نحن نعمل من أجل طرق أسرع وأكثر فعالية لتقديم المنتجات للمستخدمين النهائيين والجمهور العام.

تتطور التقنيات البحرية المستقلة بسرعة. مفهوم فريقنا فريد من نوعه لأنه يستخدم فئة جديدة من السفن السطحية التي يمكنها نقل ونشر واسترداد مركبات جمع البيانات تحت الماء. وهذا يمثل قفزة هائلة إلى الأمام في التكنولوجيا المستقلة لأنها توفر قدرة عالية على رسم خرائط المحيطات العميقة مع مركبة يمكن إطلاقها من الشاطئ. هذا لا يوجد حاليا في السوق.

كيف يلعب دورك كقائد مجموعة بيانات في سياق USV Maxlimer و XPRIZE؟
تعتبر مجموعة البيانات بطرق عديدة أهم مكون في حلنا حيث أن مجموعة البيانات هي التي تنتج المعلومات التي يمكن للجمهور العام الوصول إليها - والتي تسلط الضوء على البيانات التي يتم جمعها وتشجع الإثارة حول قاع البحر. سيتم الحكم على الدخول بالكامل من خلال نتيجته النهائية - المنتجات التي سنقدمها. يتمثل دور USV Maxlimer الأساسي في تسليم AUV إلى موقع رسم الخرائط وتوفير تحديد الموقع بدقة والسيطرة على المهمة.

كيف يمكن لـ USV Maxlimer زيادة العمليات الحالية الخاصة بك إذا تم تشغيلها بشكل كامل؟
الآن دور USV Maxlimer هو في المقام الأول لتوصيل واسترداد Hugin AUV (جامع البيانات الأساسي) والعمل كمركز اتصال خلال جميع العمليات. ومع ذلك ، تم تصميم هذه السفينة لعمليات مستقلة طويلة المدى والتحمل الذاتي في الخارج. بالنسبة إلى مصممي الخرائط في المحيطات ، يعني ذلك أنه مع توفر إمكانات معالجة البيانات عن بعد وتكنولوجيا التحكم السحابية ، يمكن الوصول الفوري إلى المعلومات حول قاع البحر.

نحن نفكر في تفعيل USV Maxlimer بعد منافسة Shell Ocean Discovery XPRIZE. وستكون قادرة على القيام بمهمات ساحلية وساحلية وبعيدة عن الشاطئ. وبما أن فريق الخريجين GEBCO-NF يدعم أهداف قاع البحر 2030 بالكامل ، فإننا نأمل في تثقيف الآخرين وإثبات تقنيات الخرائط المستقلة.

أخيرًا ، هل تشعر أن الاستقلالية هي الطريقة الوحيدة للتقدم لتحسين الكفاءة في رسم خرائط المحيطات؟
لن أقول إن هذا هو السبيل الوحيد ، ولكن هذا بالتأكيد واحد من أكثر الطرق فعالية لرسم خرائط مساحات شاسعة من محيطاتنا.

من عام 1899 إلى قاع البحر 2030
قاع البحر 2030 هو مشروع تعاوني بين مؤسسة نيبون وجيبكو. ويهدف إلى الجمع بين جميع بيانات قياس الأعماق المتاحة لإنتاج الخريطة النهائية للمنظومة العالمية بحلول عام 2030 وإتاحتها للجميع.

تستند قاع البحر 2030 إلى أكثر من 100 عام من تاريخ GEBCO في رسم خرائط قاع البحر على مستوى العالم. تأسست GEBCO باعتبارها الهيئة الدولية الوحيدة المسؤولة عن نشر خرائط قاع المحيط. منذ عام 1899 ، قام المؤتمر الجغرافي الدولي السابع الذي عُقد في برلين بترشيح لجنة حول التسميات شبه المحيطية التي كانت مسؤولة أيضًا عن نشر مخطط عام لقياس الأعماق.

اجتمعت اللجنة في فيسبادن (15-16 أبريل 1903) ، مع الأمير ألبرت الأول من موناكو في الكرسي ، واعتمدت الخصائص المحددة في مذكرة ج. ثوليت. طُبعت بعد ذلك 24 ورقة من كتاب Carte générale bathymétrique des océans في باريس في عام 1905. وعلى الرغم من عدم معرفتها على نطاق واسع ، كانت GEBCO مسؤولة عن جميع النسخ اللاحقة من الرسوم البيانية الورقية والنطاق الحالي من المنتجات ، والتي تشمل مجموعات البيانات الشاملة لقياسات الباثتيك. مجموعة عالمية من المحيطات الباثيمترية الرقمية ؛ The GEBCO Gazetteer of Undersea Feature Tames؛ أطلس GEBCO الرقمي ؛ خريطة العالم GEBCO و IHO-IOC GEBCO Cook Book.

Bjørn Jalving، EVP Subsea، Kongsberg Maritime

مع مستويين من الاستقلالية ، تحت السطح وفوقه ، ما مدى الصعوبة في ضمان التنقل الآمن والمراقب لكلتا السفينتين خلال عمليات رسم الخرائط؟
تتشابه بنية النظام للاستقلالية للتخطيط والتحليل والتنفيذ مع عمليات AUV و USV ، ولكن هناك اختلافات في أجهزة الاستشعار والوظائف بسبب البيئة. عدم وجود نظام تحديد المواقع والاتصال اللاسلكي هي القيود الأساسية على AUVs التي يتم حلها عن طريق الصوتيات ونظم الملاحة بالقصور الذاتي بمساعدة.

تحتاج USV إلى تحليل متقدم للمشهد وتخطيط الطريق للتنقل بأمان في المناطق ذات النشاط البحري. هناك عتبات كبيرة لوظائف كافية ومتانة الأنظمة الفردية. المراحل الأكثر أهمية في عملية USV-AUV المدمجة هي إطلاق واسترداد. سوف نرى بشكل متزايد أسراب من USVs و AUV ، مما سيجعل العمليات أكثر تعقيدا.

هل يمكنك شرح بعض التكنولوجيا الأساسية التي تسمح لكلا المركبات بالعمل بشكل مستقل تمامًا؟ كيف يعمل؟
جوهر النظام ، في كلتا الحالتين ، هو مجموعة من الوحدات التي تستشعر البيئة والمركبة ، وتحلل هذه المعلومات وتنفذ وفقا لخطة البعثة ، وذلك باستخدام مجموعة من وحدات التحكم في السيارة مثل رؤوس التحكم في السرعة والسرعة والتحكم في المسار وحدات تحكم الحمولة. يستطيع دماغ النظام فرز هذه المعلومات وفقًا للوقت والمكان الذي ينبغي أن تحدث فيه حالات مختلفة ، وفي المستقبل التفكير في طرق جديدة لحل تحدٍ معين.

كنت قد رأيت USV Maxlimer و Hugin AUV في العمل خلال التجارب البحرية واختبارات الجاهزية التقنية ؛ هل تعتقد أنها مستعدة للفوز بجائزة Shell Ocean Discovery XPRIZE؟
أعتقد أن فريق الخريجين GEBCO-NF لديه إستراتيجية سليمة للغاية. وهي تعتمد على حلول مثبتة تجارياً ، مثل نظام HUGIN AUV ، ونظام HAPIN للاتصال والاتصالات ونظام HISAS لرسم الخرائط ، والشراكة مع نظام SEA-KIT من أجل بيئة USV مستمرة ، والتركيز على التكامل ومعالجة البيانات. يحتوي نظام SEA-KIT / HUGIN المدمج على مستوى نضج جاهز لـ XPRIZE. سيكون من المثير مقارنة المشاركين الآخرين وتعلم نتائج المسابقة.

هل توصلت أنت وفريقك إلى أي تطبيقات بديلة يمكن أن يستفيد منها النهج المزدوج المتمثل في الاستقلالية وتحت سطح الماء ، بخلاف رسم خرائط لقاع البحار؟
لقد كان HUGIN AUV يتعقب أوتوماتيكياً منذ عام 2012 ، لذا فإن التفتيش على خط الأنابيب هو تطبيق واضح يجب متابعته. وبسبب فوائد التكلفة ، أعتقد أن مفاهيم USV-AUV سيتم تطبيقها بسرعة على التطبيقات داخل المسح والتفتيش والعلوم والبحرية.

وقد تم تطوير Kongsberg AUVs للمسح تحت سطح البحر منذ أوائل التسعينيات. كيف أخبرت هذه التجربة بخطوتك في السنوات القليلة الماضية لتطوير السفن السطحية البحرية المستقلة؟
يعتمد برنامج السفن السطحية البحرية المستقلة (MASS) في Kongsberg على التكنولوجيا والخبرة من كل من أنظمة السفن المتقدمة و AUVs. الحكم الذاتي هو القدرة على تمكين المفتاح. ومع ذلك ، فإن MASS يأتي مع نفس الحلول المتقدمة كما هو الحال بالنسبة للسفن الكبيرة ، للملاحة ، والمناورة ، والدفع ، والأتمتة والطاقة ، وكذلك الاتصالات ، والتشغيل عن بعد ووظائف السحابة. MASS هي مبادرة كبيرة. تبني Kongsberg على المنتجات الناضجة وتستثمر في التطوير وتجري برامج اختبار ومؤهلات تدريجية.

هل يمكن أن تخبرنا عن أي تطورات حديثة في محفظة AUV أو USV الخاصة بالسوق البحرية؟
بالشراكة مع Eelume و Equinor و NTNU نقدم تكنولوجيا جذرية جديدة للتفتيش على سطح البحر وصيانته وإصلاحه. تُسمى السيارة تحت الماء Eelume وهي ذراع آلية ذاتية الحركة يمكنها المرور عبر مسافات طويلة وتنفيذ IMR في الأماكن الضيقة. Eelume hydrodynamic جدا وقادرة على IMR معقدة. تم تصميم السيارة لتكون مقيمة في البحر ، والتي نعتقد أنها ستعطل تكاليف IMR. تعد تقنية الإرساء والشحن اللاسلكي للبطارية من وظائف التقنية الشائعة في محطات الإرساء تحت سطح البحر و USVs و AUVs و Eelume.

نحن نعمل على الاتصال والحلول السحابية لدعم التشغيل عن بعد والاستقلالية وسهولة التعامل مع البيانات. أطلقت KONGSBERG Mapping Cloud ، وهو نظامًا إيكولوجيًا مفتوحًا لتخزين البيانات وتحليلها ومشاركتها. يدعم الإصدار الأول من Mapping Cloud نطاق الصوت econ multibeam من Kongsberg EM. نحن نعمل مع شركاء لحلول معالجة البيانات. نحن نوسع نطاق Mapping Cloud لتقديم معالجة سهلة لجميع البيانات المسجلة في عمليات AUV و USV ، بالإضافة إلى النطاق الكامل لأنظمة الاستشعار KONGSBERG.

هل سيعمل عملك مع فريق الخريجين GEBCO-NF على إبلاغ المستجدات التجارية المستقبلية للسيارات المستقلة؟
أعتقد أن أنظمة AUV-USV ستشهد زيادة في الاستخدام التجاري بسبب فوائد التكلفة الواضحة. سيكون هناك تطورات كبيرة في الحكم الذاتي ومعالجة أجهزة الاستشعار المتقدمة. لكنني أعتقد أن فريق الخريجين من GEBCO-NF قد أظهر أن التكنولوجيا متوفرة وأنه من شأن مجتمع خرائط المحيطات أن يجمع الأجزاء في أنظمة تقوم بهذا العمل بشكل يعتمد عليه.

مع انتهاء المراحل النهائية من منافسة Shell Ocean Discovery XPRIZE ، هل ما زال عملك مستمراً؟ هل اضطررت للتغلب على أي عقبات في الآونة الأخيرة لضمان أن كل شيء جاهز؟
نعم ، هناك العديد من التحديات للتغلب عليها. يعمل الفريق بقيادة خريجين GEBCO-NF بجد مع SEA-KIT و KONGSBERG وجميع الشركاء للاستعداد للجولة الثانية. لقد غيّر مشروع Nippon Foundation GEBCO Seabed 2030 وجهة نظرنا وطموحاتنا في رسم خرائط المحيطات والقاع. XPRIZE هو تحد حقيقي وسيكون له تأثير كبير. من المثير أن تكون جزءًا من الرؤية والحل من أجل محيط مستدام.

بالإضافة إلى USV Maxlimer و Hugin AUV ، ما هي الابتكارات التي تحققت في تقنية المسح الصوتي المائية الخاصة بك في الآونة الأخيرة والتي يمكن أن تساعد في تنفيذ مشروع Nippon Foundation و GEBCO's Seabed 2030؟
الغرض هو رسم خريطة لقاع البحر. تم تجهيز HUGIN AUV بأحدث سونار HISAS 1032 ذو الفتحة التركيبية ، كما يأتي مزودًا بمصدر إلكترونى متعدد الصدى EM 2040 يعمل كمصدر للثغرات. يوفر هذا المزيج مساحة واسعة متواصلة من دقة الأعماق عالية الدقة وعالية الدقة ، بالإضافة إلى ذلك ، توفر سونار الفتحة التركيبية HISAS صورًا بدقة عالية جدًا.

تزداد أنظمة HISAS تعمقا وأوسع نطاقا ، ونرى معدلات تغطية عالية جدا للمناطق القادمة. وكقاعدة عامة ، فإن مضاعفة معدل تغطية المنطقة تمكن بيانات قاع البحار من أن تكون بنصف التكلفة. تعد أجهزة الاستشعار ذات معدل تغطية المناطق العالية ، والمنصات الآلية غير المأهولة والحلول السحابية للتخزين والتداول والمشاركة الفعالة للبيانات مزيجًا ممتازًا لرسم خرائط تفصيلي لقاع البحر.

تطبيقات جديدة للتكنولوجيا المثبتة
يمكن التحكم في تقنية التحكم الذاتي في Kongsberg مع أي وعاء تقريبًا من خلال واجهة كهربائية. يوفر نقطة الاتصال التكيفية التالية لعمليات المسح و AUV مع قبول بيانات الاستشعار لتحليل المشهد وتجنب الاصطدام. وهو عبارة عن نظام مستقل مصمم لمتابعة خطط البعثات ، بالإضافة إلى توفير عمليات مراقبة عالمية أو حتى التحكم المباشر للمشغل في المهام المعقدة.

الحل هو محرك التحكم الذاتي المشترك الذي سيتم استخدامه من قبل السفن المستقلة وغير المأهولة التي تقدمها شركة كونجسبرج البحرية بما في ذلك حاوية التغذية الكهربائية بالكامل ، YARA Birkeland. تم تطويره من قبل شركة كونجسبرج البحرية بالتعاون مع FFI ، مؤسسة الأبحاث الدفاعية النرويجية وبناء على تاريخ من مشاريع التنمية التعاونية ، بما في ذلك نظام HUGIN AUV.

بالإضافة إلى حل وحدة التحكم الذاتي ، سيتم تجهيز SEA-KIT برابط النطاق العريض البحري الخاص بـ Kongsberg Maritime (MBR) من أجل الاتصال المباشر ذي النطاق الترددي العريض إلى الشاطئ ، SeaPath 135 مع MRU5 + للعناوين والموقع والموقع ونظام AIS300 التلقائي لتحديد المواقع. سيتم استخدام نظام التحكم في المواقع الصوتية والتحكم HiPAP في KONGSBERG للإشراف على عمليات AUV.