Vedenalaisten robottien langattomat kommunikointimenetelmät

Abstract

Vedenalaisilla roboteilla on tärkeä rooli vedenalaisen ympäristön tarkkailussa, kunnossapidossa ja tutkinnassa. Toimiakseen yhdessä toisten robottien ja ulkomaailman kanssa, tarvitsevat robotit langattomia kommunikointimenetelmiä. Haastava ympäristö aiheuttaa ongelmia kommunikaatiolle, minkä takia useat tavanomaiset menetelmät eivät ole käytännöllisiä vedenalaisessa ympäristössä. Ympäristö mahdollistaa akustiikan, optiikan, radioaaltojen ja sähkömagneettisen induktion käytön kommunikaatiossa. Kuhunkin menetelmään liittyy merkittäviä etuja ja haasteita, jotka tulee ottaa huomioon vedenalaisten robottien kommunikointijärjestelmiä suunniteltaessa. Työn tavoite on tutustua näihin etuihin ja haasteisiin ja vertailla eri menetelmiä siten, että vertailun perusteella on mahdollista valita paras kommunikointimenetelmä eri ympäristöihin.

Työ koostuu kolmesta osasta. Ensimmäisessä osassa esitellään vedenalaisia robotteja ja kommunikaatioon liittyviä komponentteja. Toisessa osassa tutustutaan kirjallisuuskatsauksen avulla eri kommunikointimenetelmiin ja niihin liittyviin etuihin ja haittoihin. Kolmannessa osassa kootaan kommunikointimenetelmät yhteen ja vertaillaan niitä. Vertailun tuloksena esitetään suositus käytettävistä menetelmistä eri kommunikointiympäristöissä.

Tutkimus osoittaa, että käyttämällä akustisia menetelmiä pitkillä kommunikointietäisyyksillä ja valitsemalla optisten menetelmien ja sähkömagneettisen induktion välillä lyhyemmillä etäisyyksillä saavutetaan joustava, moniin kommunikointiympäristöihin soveltuva kommunikointimahdollisuus. Radioaaltojen käyttö puolestaan ehdotetaan korvattavaksi uudemmalla ja ominaisuuksiltaan paremmalla sähkömagneettisella induktiolla ja käytettäväksi vain tilanteissa, jotka eivät rajoitu pelkkään vedenalaiseen kommunikaatioon.