Viel Aufmerksamkeit wird den Frachtpassagieren geschenkt, die in und aus Flughäfen befördert werden. Koffer und Reisekoffer werden markiert, geröntgt und sogar durchsucht. Das gleiche Maß an Kontrolle wird jedoch nicht oft auf andere Reisemittel angewendet.
"Es ist wirklich schwierig, die Sicherheit in Häfen aufrechtzuerhalten", erklärt Sampriti Bhattacharyya, ein Maschinenbaustudent am Massachusetts Institute of Technology. „Wie kommst du auf deine Hände und Knie und kontrollierst alles?“ Die Inspektoren mussten in jede Kabine und jeden Schrank und unter die Dielen schauen, um sicherzugehen, dass nichts zu verbergen ist.
Anfang September präsentierten sie und ihr Berater, der Ingenieurprofessor Harry Asada, ihre Lösung auf der Internationalen Konferenz für intelligente Roboter und Systeme. Das ellipsoidale Fahrzeug zur Inspektion und Erforschung (kurz EVIE) ist ein fußballgroßer Roboter, der mit Ultraschall entlang der Schiffsrümpfe schwimmt, um potenzielle Schmuggelware auszuspüren.
Schmuggler verstecken Waren oft in Geheimfächern in Schiffsrümpfen. Viele dieser Schiffe sind klein, und die Sicherheit in Häfen hat möglicherweise nicht die Ressourcen oder die Zeit, um alle zu durchsuchen. Durch Ultraschall kann EVIE Hohlräume in einem Rumpf ausmachen, in denen wahrscheinlich Waren verstaut werden.
EVIE erstreckt sich über einen Durchmesser von etwa 20 cm und sein Kunststoffkörper ist in zwei unterschiedliche Hemisphären unterteilt. Die obere Hemisphäre enthält ein Antriebssystem mit sechs Wasserstrahlen, die EVIE mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 km / h vorwärts treiben können. Die untere Hemisphäre ist wasserdicht und beherbergt die gesamte Elektronik, darunter eine Batterie, Bewegungssensoren, einen Zentralprozessor, ein drahtloses Radio und eine Kamera. Das Team drückte den Boden flach, so dass EVIE bündig gegen Oberflächen drücken konnte. Derzeit wird der Roboter drahtlos ferngesteuert, aber die Forscher glauben, dass er eines Tages so programmiert werden könnte, dass er autonom arbeitet.
Ursprünglich zur Beurteilung des Zustands von Wassertanks in Kernreaktoren gedacht, hat das Team EVIE so konzipiert, dass es an Orte späht, die entweder unsicher oder für Menschen unzugänglich sind. Aufgrund seines verborgenen Antriebssystems eignet sich der ferngesteuerte Roboter jedoch ideal für Schleichsuchen. Anstelle von Propellern, die eine sichtbare Spur erzeugen, entschied sich das Team für die sechs internen Wasserstrahlen. Die 3D-gedruckte obere Kammer von EVIE füllt sich mit Wasser, das die Jets ausstoßen, um das Fahrzeug anzutreiben und zu steuern. „Sie können die Jets im Wasser nicht sehen; Sie können es in einem Bündel von Büschen [oder Seetang] verstecken und loslassen “, erklärt Bhattacharyya.
Die aktuelle Version von EVIE besteht aus einer wasserdichten Basis für die Elektronik und einem 3D-gedruckten Obermaterial, das das strahlbasierte Antriebssystem enthält. (Mit freundlicher Genehmigung von Sampriti Bhattacharyya & Harry Asada) Das Kontrollschema ist sehr empfindlich, was sowohl ein Segen als auch ein Fluch ist. Ein hohes Maß an Manövrierfähigkeit ermöglicht es den Piloten, so nah wie möglich am Rumpf zu gleiten, kann es jedoch auch schwierig machen, einen genauen Abstand und eine gerade Linie einzuhalten. Bevor das Team Ultraschall anwenden kann, muss es seinen Kontrollmechanismus verbessern und herausfinden, wie man auf rauen Oberflächen wie unebenen oder mit Seepocken bedeckten Rümpfen navigiert. Ultraschall erfordert entweder direkten Kontakt mit einer Oberfläche oder einen gleichmäßigen Abstand von ihr.
Das Team führt derzeit Stillwassertests durch, um herauszufinden, wie EVIE beim Schweben in vorgeschriebener Entfernung unterstützt werden kann. Die Verwendung eines hydrodynamischen Puffers oder eines vorbestimmten festen Abstands zwischen Roboter und Boot, erklärt Bhattacharyya, könnte eine Möglichkeit für das Gerät sein, Bereiche, die genauer betrachtet werden müssen, schnell zu identifizieren. „Wenn die Oberfläche rau ist und ich einen Zeitdruck habe und sehr schnell scannen möchte, kann ich in der Ferne bleiben und dann anhalten, wenn ich etwas sehe“, sagt sie.
Der Prototyp hat bereits das Interesse des Militärs geweckt. „Ich bin besonders daran interessiert, ob diese Art von Technologie in der Binnenschifffahrt zum Einsatz kommen kann, von der Erkennung von geschmuggelten nuklearen, biologischen oder chemischen Wirkstoffen über das Verbot von Drogen bis hin zur Entdeckung von Spannungsbrüchen in untergetauchten Strukturen und Rümpfen oder sogar noch schneller Verarbeitung und Weiterleitung des Seeverkehrs “, sagte Nathan Betcher, ein Spezialoffizier der US Air Force, gegenüber MIT News .
Der Lithium-Ionen-Akku des aktuellen Geräts kann das Schiff für etwa 40 Minuten mit Strom versorgen. Dies reicht aus, um mehrere Rümpfe zu untersuchen. Bhattacharyya plant, die Batterielebensdauer mit der nächsten Generation auf 100 Minuten zu erhöhen. Sie stellt sich eine Zukunft vor, in der Flotten von EVIEs Häfen überwachen; Einige melden sich zum Scannen, während andere zu ihren Ladestationen zurückkehren. Die vollständige Kommerzialisierung ist jedoch noch Jahre entfernt, sagt Bhattacharyya.
