目的是讓潛艇無人機無須脫穎而出即可檢查所有漁業(yè)生產(chǎn)。
電力和無線數(shù)據(jù)
日本工程師能夠通過海水無線傳輸能量和數(shù)據(jù)。這項技術(shù)將使?jié)撏В囕v和機器人能夠傳輸數(shù)據(jù)并直接充入海中,而無需對這些水下車輛的設計進行重大改動,也不必將其從水中移出。開發(fā)的功率發(fā)送器/接收器非常簡單、輕便,這意味著對車輛重量的影響最小。最終目標是促進水下無人機系統(tǒng)的開發(fā),該系統(tǒng)可以由陸上或大型船只上的站點完全管理。但是該團隊已經(jīng)在制定另一個更近期的目標:制造在漁業(yè)中使用的無人機。
日本豐橋技術(shù)科學大學 (Universidade de Tecnologia de Toyohashi)的Masaya Tamura教授說:
“隨著平均年齡的增長,從事日本漁業(yè)的人數(shù)逐年減少。其原因之一是大量的高強度體力勞動依靠人類的雙手。為了改善這種狀況,自動化技術(shù)正在不斷發(fā)展。通過使用清潔水產(chǎn)養(yǎng)殖網(wǎng)絡等的機器人。在未來,預計將開發(fā)機器人(水下無人機),將其安置在水中,以便對環(huán)境和水質(zhì)進行管理。檢查魚的生長等,一切都可以通過機器人來進行管理。”
水下無人機(左上方),供電站(左下方)和無人駕駛飛機停在海底安裝的供電站上,電池充電(右)
導電耦合
今天的最大問題是,無人機和水下車輛需要從水中移出,以便為其電池充電或讀取其收集的數(shù)據(jù)。在無線電力傳輸領域,海水的行為就像電介質(zhì)(絕緣體)一樣,損耗極高,因此很難使用電容耦合和磁耦合技術(shù)。
然后,該團隊需要開發(fā)一種新的高頻導電耦合技術(shù),該技術(shù)可以利用富含離子的海水的特性。在所有鹽度條件下在實驗室測試了該技術(shù)后,研究小組發(fā)現(xiàn)海水中的傳輸功率遵循典型的曲線,先下降后上升,然后停車。
Masaya Tamura教授說:
“然后,我們根據(jù)此理論設計了功率發(fā)送器/接收器的結(jié)構(gòu),在創(chuàng)建了原型并進行了測量之后,我們獲得了在海水中以至少90%的效率進行功率傳輸?shù)慕Y(jié)果。改變電極表面上的化學物質(zhì)(當大量提供能量時海水中會發(fā)生化學變化),我們施加了絕緣涂層。我們驚訝地發(fā)現(xiàn),即使在這些條件下,效率也至少達到90%,”田村說。
數(shù)據(jù)傳輸反過來達到了90 Mbps的速度,但是該團隊認為可以進行改善。整個設備仍未進行優(yōu)化,重達270克,即使在小型科研無人機中也可以使用。
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