对于海防、海上运输、工业和渔业来说,藤壶、贻贝和细菌都是对其有害的,因为当藤壶、贻贝和细菌附着在船底时,船的航行阻力显著增加,不仅会减慢船速,还会增加燃油消耗,即使是最新的船只或最近清洗过的船体,在船体进入水的那一刻起就会受到生物污垢的影响,除非在入水前有做防污涂层保护,否则在短短两周内,藤壶、贻贝和细菌的存在就足以造成阻力,而且还会变得很难清除;因此许多国家都在积极设计研发一种水下机器人,用于清理船体上的藤壶,这种四轮机器人名为“全自动船体仿生水下清理系统”,从某种程度上说,这种水下机器人的任务与家用地板清扫机器人、割草机或者一些先进的泳池清理机器人类似,同时在设计上,这种水下机器人无需使用系索,具有自治能力和很长的续航时间。
下面我们就和怡美工业设计一起来看看一款遥控船底除污机器人Hull Skater;Hull Skater是由挪威公司Jotun与瑞典科技公司Semcon以及其他合作伙伴合作开发的机器人船底清洁方案Hull SkaTIng SoluTIons系统,其中包含有SeaQuantum Skate丙烯酸硅烷基酯基涂料应用于船体和遥控操作水下机器人Hull Skater;Hull Skater是一种可以遥控操作的水下机器人,重量约为200kg具有四个磁性轮,每个轮子上都装有一个用于推进和转向的发动机,可以一直贴在船上使其能够贴在船体上移动清洁;Hull Skater不使用时,可以将其安置在甲板上一个定制的舱室工作站里即可,同时通过4G连接由Jotun公司的专用控制中心进行远程操控,无论舰船位于何处,操作员都能在陆地上通过4G网络连接操作。
Hull Skater存放的舱室工作站中包括发动装置和船底监视系统,这是一个基于互联网的系统,可以随时监视船底的生物附着状况,使船员知道何时应该启动Hull Skater进行船体清洗作业;当船员从监视器里发现船底开始有藤壶、贻贝和细菌生物膜形成时,启动Hull Skater后该Hull Skater水下机器人就会通过磁力轮固定在船体上漫游,此时Hull Skater便开始清洗船身行动,Hull Skater在作业时利用其4个强磁力的轮子紧紧贴在船底前行,每个轮子上都有专门设计的电动旋转刷子,会在前进中不断刮掉附着在船上的藤壶、贻贝和细菌生物膜,同时Hull Skater还具有内置式动力传动系统,具备永久动力和高速移动的能力,在清理船身的同时还能避免损坏船体的防护涂层,一举两得。
此外,Hull Skater机身上还设计有4个聚光辅助摄像头(3个前置、1个后置),可以使得工作站的船员能操控导航和记录船体污损的数据,并将水下数据实时传送到船上的4G收发器;当然,Hull Skater水下机器人工作时,船舶必须处于锚定或停靠状态,并且船舶还可以选择在外锚地和靠港时进行这项船底清洁工作,在Hull Skater清理船只时根据船只的吨位不同,Hull Skater进行船体检查和清洁需要2至8小时,面对船体结构上的角落和缝隙,如螺旋桨周边的区域,Hull Skater其配备的非磨料non-abrasive刷头还能够在不损坏防污涂层的情况下清除污垢;在续航方面,Hull Skater使用锂离子电池组作为动力,清洁工作完成后,回到舱室工作站充满电只需不到2个小时,就又能继续回到船身进行清理工作。
最后,据有关机构估计使用Hull Skater对船体进行定期清洁,能在早期就及时防止船体被藤壶、贻贝和细菌生物膜形成;一艘使用Hull Skater水下机器人的船舶,因为船底清洁而减少的燃料消耗,每年减少约360万美元的燃料成本,实现减排12.5%二氧化碳的潜力,五年内将能减排22,000公吨的二氧化碳;通过这种方式,可以为船东提供无限制的停航时间,船东也可以最大限度的减少主动清洁的需求,降低燃料成本,优化船队的灵活性;同时,船舶也可以满足日益严格的地方和全球的环保低碳法规,以保护海洋生态系统免受外来入侵物种的侵害;当前,航运业正在寻找减速、生物燃料以外的其他减排方法,Hull Skater水下机器人也不失为航运业低碳减排的良好途径和选择。