دو-سوم کرۀ زمین را آب فراگرفته، اما بخش اعظم جهانِ زیر آب هنوز ناشناخته باقی مانده است. امروزه، ربات‌ها در کشف اعماق اقیانوس‌ها نقش مهمی ایفا می‌کنند. برخی از آنها دستگاه‌هایی هستند که در پشت کشتی‌ها کشیده می‌شوند و از راه دور قابل کنترل می‌باشند. بعضی دیگر، زیردریایی‌های کوچک حامل سرنشین و مجهز به بازوهای رباتی هستند. درعین حال بسیاری از این ربات‌ها تمام خودکار می‌باشند؛ یعنی قادر هستند به‌صورت مستقل، مکان موردنظر را ردیابی کنند و با استفاده از ابزارهای صوتی و تصویری خود، به نقشه‌برداری بپردازند. امروزه، طراحان و مهندسان از قابلیت‌های جانوران دریایی برای ساخت ربات‌های هوشمندتر، سریع‌تر و بادوام‌تر الهام می‌گیرند، اما حتی بهترین ربات‌های زیردریایی امروزی نیز در مقایسه با این جانوران، بسیار ناشیانه عمل می‌کنند.
کاوش در اعماق آب‌ها با استفاده از فناوری ربات زیردریایی با بهکارگیری دو مدل یعنی ربات متصل به کابل با ارتباطات طولانی یا ربات‌های بدون اتصال که رایانه آنها را از قبل برنامه‌ریزی کرده است، صورت می‌گیرد؛ اما برای مقابله با چالش‌های زیادی که در اعماق اقیانوس وجود دارد، باید از فناوری‌های تخصصی روی ربات‌ها استفاده شود.
در طی چند دهۀ پیش تمام صنایعی که در زیر آب نیاز به نگهداری و بازرسی داشتند، تنها باید از یک گزینه استفاده کرده و با فرستادن غواص به زیر آب مشکلات موجود را برطرف می‌کردند. مسئلۀ مهم این بود که باید از غواص‌هایی با مهارت بالا استفاده می‌شد، اما این کار ذاتاً پرخطر بود و ممکن بود برای افرادی که در این زمینه تجربه نداشتند، حوادثی به‌وجود آید. همچنین در صنایع نظامی و برخی از بخش‌های صنایع تجاری، رعایت حریم اطلاعاتی به‌دلیل محرمانه‌بودن آن، مسئلۀ بسیار مهم‌تری است و نمی‌توان از هر نیرویی برای این کار استفاده کرد.
پیشرفت‌هایی که در زمینۀ کامپیوتر و هوش مصنوعی به وجود آمد، موجب شد تا صنعت رباتیک رشد کند و بسیاری از وظایف انسان را با کنترل بهتر انجام دهد. در حال حاضر کاوش در اعماق آب‌ها با استفاده از فناوری ربات زیردریایی انجام می‌شود و به یک فرصت ویژه برای تحقیق و بررسی دقیق‌تر تبدیل شده است، چراکه دیگر نگرانی برای رفتن به آب‌های عمیق که برای انسان ناامن تلقی می‌شد، وجود ندارد و با ورود رباتیک به میدان تا حد زیادی ازمسئولیت‌های غواصان کاسته شده است. البته ممکن است برخی از شرایط زیرِ آب چالش‌هایی برای ربات به‌وجود آورد که در صورت کنترل صحیح، امکان عبور از این چالش‌ها مانند جریان‌های سریع، آب‌های کدر، شرایط نوری متفاوت و بسیاری از موارد دیگر آسان‌تر می‌شود. پیشرفت صنعت رباتیک به حدی زیاد است که در حال حاضر با استفاده از رباتROV ، حتی می‌توان از وسایل و مواد منفجره در زیر آب هم بدون نگرانی از خطرات آن برای غواصان استفاده کرد.
ساختار ربات زیردریایی
یک ربات زیردریایی باید از ساختاری تشکیل شود که در برابر فشار بالای آب در اعماق دریا مقاومت کند و همچنین با استفاده از موتور براشلس (Brushless motors) ضد آب در کنار بدنۀ فولادی ضد زنگ یا آلومینیوم، وزن بسیار کمی داشته باشد.
جهت‌یابی و موقعیت‌یابی ربات
روی ربات‌های زیردریایی سنسورهای خاصی نصب می‌کنند تا امکان جهت‌یابی و موقعیت‌شناسی را به‌دست آورند؛ از مهم‌ترین فناوری‌های به کار رفته در ربات‌ها می‌توان به سونار برای تشخیص امواج صوتی و محاسبۀ فاصله آنها، GPS برای سیستم موقعیت‌یابی جهانی و تراپسوندرها در جهت ارتباط با یکدیگر و ارتباط با پایگاه‌های زمینی را نام برد.
کاربرد ربات‌های زیردریایی
از مهم‌ترین کاربردهای ربات‌های زیردریایی، بررسی کف دریا می‌باشد. برخی از این ربات‌ها موسوم به خودروهای زیردریایی خودکار (AUVs)، بدون هیچ‌گونه کمک انسان در زیر دریا، مسافت‌های طولانی را می‌پیمایند و با داده‌های ضبط‌شده بازمی‌گردند. برخی دیگر از این ربات‌ها نیز از کشتی‌های روی سطح آب کنترل می‌شوند.
برای مثال، ربات زیردریایی هایبال که توسط موتورهای الکتریکی حرکت می‌کند، برای بررسی کشتی‌های غرق‌شده، مورد استفاده قرار می‌گیرد. انرژی‌رسانی و هدایت ربات زیردریایی هایبال از طریق یک کابل انجام می‌شود و تصاویر کشتی غرق‌شده نیز با همین کابل به سطح آب انتقال می‌یابد. برای انجام این کار از نورافکن‌های بسیار قوی استفاده می‌شود؛ زیرادر عمق بیشتر از 100 متر، همه‌جا کاملاً تاریک می‌باشد.
بازوهای رباتی محرک موازی
بازوهای رباتی معمولی در زیر آب با مشکل مواجه می‌شوند؛ زیرا قراردادن آنها در مکان موردنظر بسیار وقت‌گیر است. حرکات این بازوهای رباتی باعث به‌هم‌زدن رسوب در بستر آب می‌شود و جلوی دید را می‌گیرد. نوع جدید این بازوهای رباتی، در دانشگاه هریوت-وات (Heriot-Watt University) اسکاتلند ساخته شدند و به‌جای قطعات فلزی، از قطعات لاستیکی انعطاف‌پذیری که با فشار هوا حرکت می‌کنند، برخوردار می‌باشند. می‌توان از این بازوهای رباتی محرک موازی که معروف به خرطوم فیل هستند در راندن یک زیردریایی مجهز به باله‌های قابل انعطاف استفاده نمود. یک بازوی رباتی معمولی، این بازوهای رباتی محرک وموازی را نگه می‌دارد.
چالش‌ها و فرصت‌های صنعت نفت و گاز با ربات زیردریایی
بررسی چالش‌ها و فرصت‌های صنعت نفت و گاز با ربات زیردریایی مشخص می‌کند که بهکارگیری این وسیلۀ خودکار و قابل کنترل از راه دور، برای هدف‌های نظامی و تجاری مناسب است. در حال حاضر در زمینۀ اکتشافات و دستیابی به منابع نفت و گاز و همچنین مراقبت از اسکله‌های نفتی و منابع کشف‌شده کاربرد دارد.
بهکارگیری ربات ROV نه تنها موجب آسان‌ترشدن انجام ماموریت‌های پیچیده و دقیق در صنعت نفت و گاز می‌شود، بلکه با اطلاع‌رسانی به‌موقع از وجود مشکلات اسکله‌ها در زیر دریا، از محیط زیست محافظت می‌کند.
بازرسی سازه‌ها و پایه‌های سکوی دریایی و ساحلی
سازۀ دریایی پس از طراحی و ساخته‌شدن نیاز به بازرسی‌های دوره‌ای و مرتب دارد، تا در صورت بروز کوچک‌ترین مشکل در هر بخش از آن، به‌سرعت برطرف گردد؛ ربات‌های زیردریایی هم در زمینۀ بازرسی و هم در زمینۀ تعمیر بخش‌های آسیب‌دیده مورد استفاده قرار می‌گیرند، که در حال حاضر ربات ROV یکی از این ربات‌های کاربردی به‌شمار می‌رود.
بازرسی خطوط لولۀ کابل‌ها
ربات‌ها می‌توانند خطوط لوله و کابل‌هایی که از قبل در زیر دریا قرار گرفته‌اند را به‌طور کامل مورد بازرسی قرار بدهند تا در صورت نیاز، تعمیرات در سریع‌ترین زمان صورت گیرد.
امکان ساخت بسترهای مناسب در حین عملیات حفاری در دریا
آماده‌سازی بسترهای مناسب در زیر دریا برای عملیات حفاری نیازمند تحقیق و بررسی‌های دقیق است تا لوازم مورد نیاز جمع‌آوری شود؛ این کار با کمک ربات در سریع‌ترین زمان صورت می‌گیرد.
ساخت و برپاکردن سازه‌های دریایی
از ربات‌ها برای ساخت و برپاکردن سازه‌های دریایی در بخش‌های مختلف از جمله جوشکاری در زیر آب و متصل‌کردن قطعات سازه به یکدیگر استفاده می‌کنند.
اکتشافات لرزه‌‌نگاری
اغلب ربات‌های زیردریایی مجهز به فناوری نقشه‌برداری سه‌بعدی دریایی هستند، که برای اکتشافات لرزه‌‌نگاری مناسب می‌باشند.
چالش های استفاده از ربات های زیر دریایی در صنعت نفت و گاز
معمولاً ربات زیردریایی یک وسیلۀ نقلیه خودکار است که بدون نیاز به اطلاعات کاربردی می‌تواند در زیر آب حرکت کند و به‌دلیل داشتن لوازم مخصوص مانند سنسورها و دوربین‌ها،اپراتور می‌تواند آن را هدایت کند؛ اما صنعت نفت و گاز جزو صنایع بسیار حساس و پرخطر است که در هنگام اکتشاف معادن جدید یا ساخت سکوهای زیردریایی جان انسان‌های زیادی به خطر می‌افتد و در حال حاضر بهکارگیری ربات‌ها توانسته است بسیاری از چالش‌ها را برطرف کند. بهکارگیری ربات زیردریایی در صنعت نفت و گاز چالش‌هایی را به وجود می‌آورد که با شناخت این موارد امکان اصلاح آنها فراهم می‌گردد. تمام شرکت‌های دانش‌بنیان و تخصصی مانند مجموعۀ دریا پیما اوژن در حال به‌روزرسانی و برطرف‌کردن ایرادات ربات زیردریایی خود هستند.
در این بخش به بررسی چالش‌های استفاده از ربات زیردریایی در عملیات اکتشاف یانگهداری مخازن نفت و گاز می‌پردازیم:
ضد آب بودن ربات
ضد آب بودن تمام بخش‌های ربات از جمله مدارات آن و نیروی محرکه از مهم‌ترین چالش‌ها است که باید بر آن غلبه کرد. در حال حاضر استفاده از موتور براشلس ضد آب یک راهکار بسیار خوب است که با کمک آن می‌تواند وسایل الکترونیکی را ضد آب کرد.
امکان تصادفات ربات‌ها در زیر آب
یکی از چالش‌های بسیار مهم افراد، نگرانی از تصادفات ربات‌ها در زیر آب است که ممکن است به‌دلیل از کار افتادن سنسورها این اتفاق صورت بگیرد.
کارکرد حداقل سنسورها
سنسورهایی که در محیط خشکی کار می‌کنند شامل سنسورهای دما، حرارت، تصویر، فیلم و بسیاری از موارد دیگر می‌باشند؛ اما همۀ این سنسورها در محیط آب و زیر دریا کار نمی‌کنند و حداقل عملکرد مناسب را ندارند.
ابوالفضل عامری-ورودی ۱۴۰۰ مکانیک
