UFRJ Nautilus: Ein brasilianisches AUV-Projekt

Nautilus AUV einsatzbereit (Bild: UFRJ Nautilus)

Nautilus AUV-Teammitglieder überprüfen die Systeme vor dem Wettkampf-Bild UFRJ Nautilus (Bild: UFRJ Nautilus)

UFRJ Nautilus AUV wird auf dem RoboSub in San Diego gewartet. (Bild: UFRJ Nautilus)

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Das UFRJ Nautilus AUV ist ein akademisches Projekt, das entwickelt wurde, um autonome Unterwasserfahrzeug (AUV) -Technologie in Brasilien zu entwickeln und am jährlichen Robosub-Wettbewerb teilzunehmen. Laut Projektgründer Lucas Armand, Diplom-Ingenieur für See- und Meerestechnik an der Universität von Rio de Janeiro (UFRJ), hat die Entstehung von Nautilus viel mit persönlicher Geschichte zu tun: "Ich hatte eine schwere Zeit auf dem College, weil Ich identifizierte mich nicht mehr mit dem Kurs. Der Abschluss des UFRJ Naval Engineering ist eher traditionell - manchmal sogar altmodisch - und ich habe schon immer Technologie genossen ", sagte Armand. "Außerdem habe ich beobachtet, wie der Markt um mich herum zusammenbrach; Ich hatte das Gefühl, dass es nach meiner Ausbildung keine guten Jobmöglichkeiten geben würde, um meine Bemühungen zu rechtfertigen, zu lernen, was mich nicht zufrieden stellte. Außer dass ich schon fast drei Jahre meines Lebens in diesen Kurs investiert hatte, wollte ich nicht alles verlieren. Also habe ich mich für meine Motivation entschieden. "

"Meine Idee war, etwas über Technologie in die Realität des Kurses zu bringen, mit dem ich mich identifizierte. Ich entschied, dass ich autonome Fahrzeuge lernen würde und versuchte, für den Kurs zu vermitteln. Bald habe ich die AUVs gefunden, eine Technologie, die seit etwa 20 Jahren existiert, mit verschiedenen Anwendungen im Bereich Öl und Bergbau, die aber in Brasilien nicht sehr beliebt ist. Und ich fand auch RoboSub, einen nordamerikanischen Universitäts-AUV-Wettbewerb. Es ließ meine Augen leuchten. Von da an versuchte ich, die AUVs in allen Fächern anzuwenden, die ich an der Universität studieren musste. Als wir beispielsweise die Manövrierbarkeit von Schiffen untersuchten, sprach ich mit dem Lehrer und fragte, ob ich ein Projekt zur AUV-Manövrierfähigkeit machen könnte; Es war keine Credits wert, aber er mochte es und führte mich. Diese zusätzlichen Projekte motivierten mich zum Lernen. Nachdem ich dieses Projekt durchgeführt hatte, sprach ich mit Professor Baraúna von Naval Engineering und er stimmte zu, das Wettbewerbsteam zu betreuen. Bald, Anfang 2016, schickte ich eine interne E-Mail durch das UFRJ-Netzwerk und einige Studenten schlugen vor, teilzunehmen ", erklärte Armand.

Finanzierung und Sponsoring
In Bezug auf die Finanzierung hatte UFRJ Nautilus mehrere Momente. In der ersten nahmen sie Ressourcen aus eigener Tasche, um das AUV zu bauen und am Wettbewerb teilzunehmen. Es waren die ersten 6 Monate des Teams. Dann integrierten sie neue Mitglieder und erhöhten ihre Belegschaft. Sie erhielten Unterstützung von Firmen durch gespendetes Material und einige institutionelle Unterstützung von UFRJ und Ingenieurslaboren, mit Räumen, Werkzeugen usw. Jetzt machen sie einen dritten Moment durch, mit verstärkten Gesprächen mit Firmen, gemeinsamer Finanzierung, festeren Verbindungen mit UFRJ, und gestärkt Partnerschaften mit anderen staatlichen Institutionen (wie dem Navy Research Institute-IPqM). Das Projekt hat begonnen, mehr Freiheit zu erlangen, um zu wachsen, und hat eine starke Basis, um zu glauben, dass ihre Zukunft vielversprechend ist.

Derzeit besteht UFRJ Nautilus aus etwa 30 Mitgliedern, Studenten und Doktoranden. Zu den Spezialgebieten gehören Marine- und Meerestechnik, Maschinenbau, Elektrotechnik, Elektronik und Computertechnik, Steuerungs- und Automatisierungstechnik, Produktionstechnik, Meteorologie, Mathematik und Geowissenschaften, Architektur, Produktdesign, Internationale Beziehungen, Verteidigung und strategisches Management, Maritime Studien und Public Management. Angesichts der Komplexität der Technologie, der multidisziplinären Forschung und des hohen Ressourcenbedarfs gliederte sich das Team in große Bereiche für eine bessere Organisation. Sie sind: Hydrodynamik und Mechanik; Elektrotechnik und Elektronik; Software; Management von Menschen und Ressourcen; und Marketing - das erste ist das Gebiet mit den höchsten Investitionen.

Das Team hat Unterstützung in drei Bereiche unterteilt: institutionelle, staatliche und private. Institutionell unterstützt die Universität sie mit Büros, um die technischen und administrativen Tätigkeiten durchzuführen. Darüber hinaus konnten sie mehrere Partnerschaften mit wichtigen Laboratorien des Coppe (UFRJ Technology Centre) schließen, die ihnen mechanische und elektronische Werkstätten zur Verfügung stellten, die von technischen Fachleuten unterstützt wurden.

"Außerhalb der Universität haben wir die Unterstützung einer anderen Regierungsorganisation erhalten, die äußerst produktiv und nützlich war", sagte Armand. "Seit 2016 unterstützt uns das Navy Research Institute (IPqM) bei der Entwicklung unserer Software. Unsere Arbeit mit der Acoustic Systems Group hat die Algorithmen für die akustische Signalverarbeitung entwickelt und implementiert den Beamforming-Algorithmus für unser AUV, um Pings im Wettbewerb zu finden. Diese Erfahrung bot eine beispiellose Lernerfahrung, da die Institution eine Referenz im Sonarbereich ist. IPqM stellte uns auch seine Mechanik- und Elektronikwerkstätten für die Entwicklung von Nautilus zur Verfügung. Aufgrund dieser bereichernden Erfahrung hat der Direktor des Instituts deutlich gemacht, dass IPqM die Partnerschaft verstärkt ausbauen und auf andere Forschungsrichtungen des Instituts ausweiten will. "

UFRJ Nautilus hat auch mehrere Partnerschaften mit der Privatwirtschaft. "In der Tat sind die Unternehmen des Privatsektors unsere Hauptunterstützer, insbesondere durch die Spende von Teilen, Dienstleistungen, Ausrüstung und auch Geldspenden. Unternehmen wie Wärtsilä, IBM, National Instruments, SolidWorks, MathWorks, OpenROV, Cortex, Forsteti, Ciplast, DKR Engineering und Consulting glauben an unser Design und unsere Fähigkeiten. Derzeit hat Wärtsilä Brazil am meisten zum Team beigetragen ", sagte Armand.

Robosub-Wettbewerb 2018
"Die größte Herausforderung bestand darin, das Team zu strukturieren, die institutionelle Unterstützung zu erhöhen, neue Sponsoren zu gewinnen, technische Bereiche in AUVs zu entwickeln und zu erforschen und ein neues Projekt von Grund auf neu zu starten und gleichzeitig wettbewerbsfähig zu sein. Mit so viel Arbeit war das Team so strukturiert, dass es sowohl bei den Forschungs- als auch den Entwicklungsaufgaben (F & E) agieren konnte. Die größten Schwierigkeiten bestanden darin, dass das Wissen über das Thema in Brasilien noch nicht ausgereift war und die in einem AUV verwendeten Instrumente in Brasilien sehr schwer zu finden sind, da viele nicht vorhanden sind und importiert werden müssen. Dieser Umstand, gepaart mit der Tatsache, dass Brasilien logistische Schwierigkeiten beim Materialimport verursacht, machte es schwierig, unseren Projektplan einzuhalten. Das war für uns als Ingenieurstudenten jedoch etwas besser, da wir Schwierigkeiten und Verzögerungen hatten und über Lösungen nachdachten, so dass die Probleme den Fortschritt des Projekts nicht störten ", sagte Armand.

UFRJ Nautilus hat bereits 2016 an RoboSub teilgenommen, dem Jahr, in dem das Team gegründet wurde. Aufgrund mangelnder finanzieller Mittel konnten sie nicht an der Ausgabe 2017 teilnehmen, arbeiteten aber hart daran, 2018 zurückzukehren. RoboSub besteht seit mehr als 20 Jahren und ist der wichtigste internationale akademische Wettbewerb für AUVs, seit 1997. Der Wettbewerb findet jährlich statt in San Diego. Es zieht eine globale Beteiligung an und zieht auch große Unternehmen wie Northrop Grumman, Raytheon, Siemens, General Atomics, MathWorks, Teledyne, SolidWorks, BlueRobotics und andere an, ebenso wie die US Navy. Auf diese Weise wird der Wettbewerb zum Netzwerkraum für junge Ingenieure und Spezialisten. "Wenn wir unsere Fähigkeiten als Team und als innovative nationale Agenten entwickeln wollen, betrachten wir unsere Teilnahme an RoboSub als wesentlich", sagte Armand. "Es ist eine große Verantwortung, ein brasilianisches Team und das erste lateinamerikanische Team im Wettbewerb zu sein, aber es macht uns auch sehr stolz. Unser Ergebnis dieser Ausgabe war eine große Freude für alle, wir schafften mit unserem AUV den Sprung ins Halbfinale des Wettbewerbs, wir konnten damit unsere Fähigkeit unter Beweis stellen, modernste Technologie als Universität und als Nation zu entwickeln. "