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Tracer les grandes ambitions de Terradepth dans le sans pilote

La cartographie océanique à grande échelle est la cible d'un nouveau joueur de systèmes sans pilote lancé par deux ex-US Navy SEALS. Ils ont de grandes ambitions, de la construction de nouveaux véhicules sans pilote à la création de renseignements qui les motiveront à changer l'accessibilité des données océaniques. Elaine Maslin en a appris davantage.

Le rythme du changement dans l'espace de cartographie océanique a été rapide ces dernières années. De nouveaux venus ont fait leur entrée en proposant une cartographie «multiplicateur de force» à l'aide de véhicules sous-marins autonomes (AUV) et de navires de surface sans pilote (USV). Le prix Ocean X de Shell a mis au défi les développeurs de technologies de proposer des techniques de cartographie toujours plus rapides en eau profonde et de repousser de nouvelles limites. Et pourtant, en grande partie, de nombreuses opérations se font toujours de la même manière.

Les AUV sont maintenant également une technologie relativement mature, bien que les entreprises grignotent des moyens alternatifs de les déployer et de les récupérer sans avoir besoin de navires habités. Ce dernier est exactement ce sur quoi une nouvelle entreprise, Terradepth, travaille – avec une nouvelle conception d’AUV, avec le soutien de la construction matérielle de Cellula Robotics du Canada. Fondée en 2018, Terradepth souhaite mettre sur le marché un nouveau concept de cartographie multi-AUV. Surtout, c’est un système qui ne dépend pas des navires de surface. Terradepth cherche également à changer le modèle sur la façon dont les données sous-marines sont détenues et vendues.

La société, basée à Austin, au Texas, n’est pas issue d’un milieu sous-marin ou même hydrographique. Il a été formé par deux anciens US Navy SEALS, le PDG Joe Wolfel et le président Judson Kauffman, avec pour mission d'augmenter les taux de cartographie des fonds marins de manière économique et de créer une entreprise basée sur les données qu'elle rassemble.


Joe Wolfel, PDG de Terradepth.


Un défi de données océaniques

Leur objectif est venu de l'expérience personnelle, en particulier la collision de l'USS San Francisco – un sous-marin à propulsion nucléaire – avec un mont sous-marin à vitesse de flanc en 2005. Alors qu'ils étaient déployés en Irak à l'époque, c'était une grande nouveauté. «Comment la marine américaine ne sait-elle pas qu'il y a une montagne sous l'eau? Cette idée est restée dans nos têtes », explique Wolfel. Ils ont creusé un peu et ont découvert que 70% de la terre est un océan «et nous n'en savons vraiment rien. L'océan est considérablement sous-exploré. Nous voulons donc créer un référentiel de données afin de pouvoir changer le marché de l'information.

«Mais nous avons un problème d'acquisition de données parce qu'il est trop coûteux aujourd'hui de collecter des données océaniques profondes. Un navire prend la mer, prend un AUV, il sort pendant 12 à 48, peut-être 72 heures, selon la consommation d'énergie et la charge utile du capteur; il peut s'agir de la bathymétrie, de l'imagerie physique, d'un sonar à balayage latéral à la recherche d'un instantané. Vous tirez le robot vers le haut, échangez les batteries, récupérez les données et remettez-le dans l'eau. Le coût est compris entre 50 000 et 250 000 dollars par jour, rien que pour faire fonctionner ce navire. C'est beaucoup. Et ce n’est pas évolutif. Nous ne pouvons pas obtenir les données, nous allons donc les obtenir avec une flotte de véhicules hybrides autonomes (AxV) qui supprimera l'exigence pour ce navire de surface que nous considérons comme le principal inducteur de coût.

Pas un AUV mais un AxV

Wolfel dit avoir examiné le marché actuel des AUV, chez Hugins et Slocums, mais a décidé de construire le leur avec leur propre concept d'exploitation, axé sur les eaux profondes, où ils voient leur concept avoir un potentiel de changement de marché. Le résultat est un système multi-AxV basé sur une batterie au lithium-ion avec une pile à combustible à hydrogène se rechargeant avec chaque véhicule agissant comme un nœud de réception et de transmission afin qu'il puisse fonctionner à la fois à la surface comme une passerelle pour envoyer des données à terre – en s'appuyant sur des communications limitées. environnements que la paire a connus en Irak.

«Les AxV sont alimentés par des batteries lithium-ion qui, compte tenu de notre forte charge utile et de notre petite taille, doivent être rechargées après chaque journée d'utilisation», explique Kauffman. «Ainsi, à la fin d'une journée de collecte de données sous-marines, l'AxV remonte à la surface et il plonge deux fois pour reprendre là où il s'était arrêté. Le véhicule maintenant surfacé établit un signal GPS avec un satellite, établit une communication acoustique et un positionnement avec le jumeau immergé (qui utilisera également ses propres INS et DVL pour le positionnement), et allume son générateur pour commencer à recharger ses batteries. Ce processus s'est répété jusqu'à ce que nous soyons à court de carburant.

Kauffman dit que cela pourrait durer 30, peut-être 60 jours. Ils l'appellent le saute-mouton, du nom d'une manœuvre de combat tactique de base que la paire apprit sous le nom de Navy SEALs). «De cette façon, nous avons toujours un positionnement précis et SATCOM et nous recueillons constamment des données sans avoir besoin d'un navire de soutien de surface», ajoute Wolfel. C'est un environnement à bande passante limitée, donc le traitement et la transmission par satellite seront effectués pendant que chaque AxV est à la surface.


«Les AxV sont alimentés par des batteries lithium-ion qui, compte tenu de nos fortes exigences en matière de charge utile et de leur petite taille, doivent être rechargées après chaque journée d'utilisation», a déclaré Judson Kauffman, président de Terradepth.


Fail fastTerradepth est conscient du défi sous-marin et adopte une approche de l'échec rapide, mais avec des experts de divers domaines dans leurs livres, y compris Seagate Technologies, une entreprise de stockage de données, qui a également dirigé un investissement de 8 millions de dollars dans l'entreprise l'année dernière. L’intelligence du système est largement centrée sur l’intelligence du système.

«La plupart de ce que nous faisons n’est pas très innovant», déclare Kauffman. «Là où nous innovons côté logiciel, autour du cerveau du submersible. Il saura quand il verra des choses comme un naufrage ou un évent thermique et il saura s'il doit allumer une caméra ou une caméra vidéo ou faire un deuxième passage ou une deuxième surface et contacter le siège ici à Austin et dire «  Je ne le fais pas savoir ce que c'est que dois-je faire ».»

C’est un grand défi. «Les sous-marins ont pu aller au fond de l'océan et collecter toutes les données que nous voulions, mais nous ne pouvons pas le faire à grande échelle car il a été impossible de construire des systèmes autonomes capables de le faire. Ce n’est qu’au cours des cinq dernières années que la technologie, à savoir l’apprentissage automatique et l’intelligence artificielle, est arrivée au point où il est même possible de mettre sur le marché une énorme flotte de submersibles autonomes en eaux profondes et de les faire cartographier l’océan. »

Le revers de la médaille est le coût. Les seuls sous-marins autonomes sont ceux de l’Echo Voyager de Boeing. «Mais c’est différent; il n’est pas évolutif à 120 millions de dollars chacun. Nous les construisons pour, selon nous, moins de 2 millions de dollars chacun », déclare Kauffman.

Google Earth – sous l'eau
Terradepth a embauché des gens de Tesla, des gens qui connaissent l'autonomie et l'IA, des spécialistes en logiciels et des technologues d'autres industries pour tous s'y mettre. «C’est là que vous subissez des perturbations et c’est essentiel pour faciliter le travail de chacun, car les universitaires et les chercheurs ne peuvent pas obtenir les données océaniques dont ils ont besoin», explique Kauffman. Les systèmes de sonar sont déjà testés à Lake Travis, au Texas, et cela a inclus la collecte de données à intégrer dans les systèmes d'apprentissage automatique de formation. En effet, l’IA et l’apprentissage automatique sur les données du sondeur constituent une grande partie de l’activité de l’entreprise.

«Nos robots seront en mesure de détecter automatiquement les anomalies dans les données du sondeur en temps réel, tout en étant submergés, et de prendre des décisions concernant la reconnaissance de cette cible sans intervention humaine ni surveillance», déclare Kauffman. Les essais d'un prototype de 9 m de long et 1 m de profondeur (le système commercial sera plus petit) devraient commencer dans le lac Travis, puis dans le golfe du Mexique aux États-Unis plus près en octobre. Les essais en réservoir du système de recharge d'énergie devaient commencer en août.

Le but ultime est quelque chose comme un système logiciel de type Google Earth auquel les utilisateurs peuvent se connecter, puis aller au fond de la Terre et voler à travers un terrain de nuage de points 3D que nous avons construit, dit Kauffman. Et ils ne parlent pas seulement d’une carte. Ils cherchent à créer un ensemble de données multidimensionnelles pour inclure une bathymétrie <1 m, mais aussi des données sur la colonne d'eau, la température, la salinité et d'autres propriétés chimiques, ainsi que les organismes détectés là-bas, et comment cela se compare à il y a un ou cinq ans dans le même endroit.

«Le changement climatique est une réalité, mais beaucoup de gens pensent que nous savons pourquoi ou comment – et nous ne le savons pas parce que nous ne savons pas ce qui se passe sur notre planète parce que c’est trop cher», déclare Kauffman.

Cartographie ciblée

La société examine déjà les besoins en matière de cartographie, des projets tels que le projet Nippon-Foundation-GEBCO Seabed 2030 aideront à informer, sur la base de mesures de conservation et commerciales. Quant à savoir qui achètera les données, Wolfel suggère des gouvernements, des autorités exclusives de la zone économique, des organismes comme la National Oceanic and Atmospheric Association des États-Unis, mais aussi des entreprises de télécommunications et autres. Il y a aussi potentiellement des chasseurs de sauvetage. Il y a 400 milliards de dollars de trésors engloutis que nous connaissons, mais nous ne savons pas où il se trouve car il est trop cher de chercher, dit Kauffman.

Ce n’est pas tout à fait le soignant que Kauffman avait initialement envisagé quand il a quitté la marine – il avait aimé l’industrie de la musique, mais il s’est ensuite concentré sur le capital humain dans la Silicon Valley, notamment en travaillant pour Seagate Technology. «Dans la Silicon Valley, j’ai appris des choses impressionnantes qui se passaient avec les systèmes autonomes, la robotique et la réalité virtuelle, et un jour, j’ai juste pensé« est-ce que quiconque l’applique à l’espace sous-marin », et j’ai jeté un coup d’œil dessus; Ocean Infinity, Sail Drone et ainsi de suite commençaient à peine à décoller. »

Maintenant, Terradepth a rejoint le peloton et Kauffman et Wolfel n'ont pas regardé en arrière.
À quoi ressemblera un Terradepth UxV. Graphique de Terradepth.

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