Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Bot Autonomi Ini Pergi dari California ke Hawaii dan Beyond

Saya berjuang untuk menuruni tangga yang membawa ke pantai berpasir di Half Moon Bay, California, dengan canggung memancing LautCharger berkuasa 60 paun di atas bahu saya. Di tengah-tengah pelbagai "apa-apa-itu-itu ?!", saya melakukan beberapa pemeriksaan terakhir pada kipas dan kemudi, kemudian memanjat ke dalam lutut mendalam dan mendorong SeaCharger seperti yang saya dapat ke arah gelombang yang akan datang. Bergerak pada kelajuan berjalan, bot membuatnya melalui beberapa gelombang pertama tanpa membalik. Relaks, saya membuat perjalanan ke pantai, kemudian bertukar dan menonton projek dua dan setengah tahun saya melangkah ke arah barat, secara beransur-ansur menghilang dalam bungkusan putih. Seorang lelaki yang berjaga-jaga mendekati saya dan berkata dia menyesal saya kehilangan kawalan bot saya dan dia pasti akan membasuh di pantai. Saya memberi jaminan kepadanya bahawa bot itu di autopilot, pergi betul-betul di mana ia sepatutnya pergi. "Dan di manakah itu?" "Hawaii." Melihat wajahnya tidak ternilai.

Rakan baik saya JT Zemp membantu dengan pelancaran percubaan. Gambar oleh Jillaire McMillan

Sesungguhnya gagasan bot kecil ini, buatan sendiri yang terselamat 2,400 batu dari lautan terbuka untuk mencapai Hawaii kelihatan bodoh tidak realistik. Saya tahu bahawa lebih daripada sesiapa. Dengan bantuan rakan-rakan, saya membina SeaCharger yang berbuih panjang, busa dan fiberglass di garaj saya - bukan untuk wang atau persaingan, tetapi semata-mata sebagai cabaran. Dan cabaran itu. Apa yang bermula sebagai projek selama setahun menjadi 30 bulan kesilapan, kompromi, dan do-overs. Jadi untuk beberapa jam akan datang, saya menghabiskan masa saya bimbang dan mengecewakan, terpaku pada telefon saya, menunggu setiap laporan telemetri yang dihantar oleh modem satelit SeaCharger. Apabila menjadi jelas bahawa bot masih berada di landasan, saya masuk ke dalam trak saya dan pulang ke rumah.

Sentuh dan pergi

Untuk keesokan harinya atau dua, SeaCharger nampaknya sangat baik. Ia berangin dari pantai California, dan saya boleh memberitahu dari sensor sikap onboard yang SeaCharger sedang mengetuk tajam. Namun bot terus bergerak ke barat, perlahan-lahan tetapi pasti, melaporkan setiap dua jam melalui satelit. Malah pada waktu malam, perahu berkumpul dengan tenaga solar yang tersimpan dalam pek bateri fosfat litium besi yang besar. Kemudian, selepas hanya dua hari, bot gagal menghantar kemas kini normalnya. Ia tidak sepenuhnya tidak diketahui - kadang-kadang satelit tidak memberikan isyarat yang cukup kuat - tetapi ia sangat jarang berlaku. Jadi, saya cemas menunggu dua jam lagi. Sekali lagi, tiada apa-apa. Bot itu mati, dan saya tahu. Ia tidak pernah terlepas dua kemas kini berturut-turut. Saya memberitahu rakan bahawa ia mesti tenggelam atau dimakan oleh seekor hiu. Rakan saya mengatakan bot itu akan baik-baik saja. Saya mendapati keyakinannya tidak munasabah tetapi menghiburkan. Sudah cukup, dua jam kemudian, SeaCharger mengecat semula dengan ajaib, dan saya menghela napas lega.

Menguji sistem kuasa untuk memastikan tidak ada cegukan apabila bot itu bersendirian di lautan terbuka.

Masalah berlaku berulang-ulang dalam beberapa minggu akan datang - pengawal motor berhenti dan perlu diset semula, arus kuat nyaris menghentikan kemajuan bot, hari yang mendung menyebabkan bateri lari keluar dari jus. Setiap kali, satu-satunya maklumat yang saya miliki ialah bot telah berhenti bergerak. Ia tidak mempunyai sensor cuaca dan sensor diagnostik yang minimum. Sensor tambahan tentu mahal dan berisiko. Meningkatkan kerumitan bermakna terdapat lebih banyak perkara untuk dipecahkan.

Tetapi tanpa cuaca atau maklumat lain, imaginasi saya berjalan liar. Saya sering menganggap salah satu daripada empat penyambung elektrik kalis air perahu itu telah terjejas kebocoran. Saya membina mereka keluar dari kelengkapan paip paip tembaga, menambah alur O-ring menggunakan kilang desktop Sherline, dan pasang kenalan elektrik dengan epoksi 3M. Keseluruhan bot adalah gabungan komponen hobi-gred / buatan sendiri dan kelas profesional. Menggunakan bahagian-bahagian yang semata-mata buatan mungkin menjejaskan kebolehpercayaan perahu, tetapi membayar untuk bahagian-bahagian profesional yang semata-mata mungkin menjejaskan perkahwinan saya. Sebaik sahaja SeaCharger tersandung, saya tertanya-tanya jika saya terlalu murah sekali.

Panel solar agak rapuh, tetapi kerana mereka semua plastik, mereka hampir kebal terhadap air laut yang mengakis.

Salah satu persoalan terbesar ialah jika panel solar kapal akan bertahan. Mereka bukan jenis yang anda dapati di rumah, kerana mereka tidak boleh direndam dalam air garam. Sebaliknya, ia dibuat hanya dari lapisan berlapis plastik, tanpa komponen aluminium dan kaca biasa yang terdapat di panel lain. Jika diletakkan di atas rumah, panel nipis dan separa fleksibel mungkin tidak menahan cawangan pokok yang jatuh ke atasnya, tetapi tidak ada pokok di lautan. Sealant laut tambahan digunakan pada panel di mana wayar-wayar elektrik keluar, dan panel kabel-kabel ke dalam bot bukannya menggunakan penyambung. Dua panel solar digunakan untuk redundansi, tetapi tidak ada kelebihan dalam mana-mana komponen lain di atas kapal, kebanyakannya untuk mengurangkan kos.

SeaCharger menggunakan elektronik off-the-shelf sebanyak mungkin. Otak perahu adalah Arduino Mega, Adafruit GPS, modem satelit dari Rock Seven, kompas dari Devantech, dan litar perlindungan / pengecas bateri dari AA Portable Power Corp. Motor berkilip khas berputar kipas dan R / Servo C menghidupkan kemudi. Saya tidak bimbang tentang kebolehpercayaan elektronik, tetapi saya bimbang tentang motor dan servo. Air bukanlah masalah: tayar pemindahan motor ke kipas melalui gandingan magnetik, jadi ia tetap kering. Dan servo mempunyai kandang tersuai sendiri dengan segel aci getah untuk menjaga air keluar. Tetapi masalah yang lebih besar adalah masa yang diperlukan untuk mendapatkan dari California ke Hawaii: motor itu perlu berjalan hampir tanpa henti selama lebih dari sebulan, manakala servis kemudi perlu menyelesaikan 2 hingga 3 juta kitaran.

A: Lampiran Elektronik B: Compact-compensated Compensation Devantech CMPS-11 C: Seeeduino Mega D: Servol Pololu MUX Board E: R / C Penerima F: Adafruit GPS G: Breadboard H: Servo I: J: Rudder K: Sel-sel Suria L: Dek kapal M: Hull N: Aci serat karbon dengan pendawaian elektronik tertanam O: Pengatur voltan P: Pengawal bateri dan pengawal selia D / C Q: Logger data R: Bateri S: / C pesawat tanpa brushless U: pengurangan memandu belt belt menggunakan tali pinggang masa GT2 V: Thruster W: Propeller X: Skru Prop Y: Keel kandang Z: Hitam delrin thruster pod endcap Klik untuk lebih besar versi Diagram oleh Hep Svadja

Pelayaran yang lancar

Walaupun saya bimbang, selepas 3 minggu di laut, bot tidak hanya masih hidup tetapi sebenarnya bergerak bersama dengan klip yang sangat baik. Selama dua setengah tahun yang lalu, di tengah-tengah tangisan anak-anak saya "Dad, kapan bot itu akan dilakukan?" Saya telah memotivasi diri saya dengan memvisualkan masa ketika saya berdiri di suatu tempat di Hawaii seperti SeaCharger muncul di kejauhan , datang ke pelabuhan, dan saya menariknya keluar dari air. Sekarang ia kelihatan seperti itu sebenarnya!

Selepas 41 hari di laut, SeaCharger mengambil rehat yang pantas di Pelabuhan Mahukona sebelum pelancaran seterusnya.

Tiga minggu lagi. Saya berdiri di tepi pantai di Pelabuhan Mahukona di Big Island bersama isteri, ibu bapa, saudara lelaki, dan seorang wartawan dari akhbar tempatan. Saya dapat melihat sekilas pertama panel solar SeaCharger yang berkilat di matahari terbenam apabila ia menghampiri. Masa ini tidak seperti yang berjaya kerana ia adalah nyata. Ini adalah SeaCharger yang sama yang meninggalkan California 41 hari dan 2,413 kilometer yang lalu, tetapi cat yang pudar dan terikatnya hanya menandakan apa yang mesti dialaminya - dan bertahan - untuk sampai ke sini.

Seperti yang saya disyaki, bot itu mengumpul beberapa jawatan yang melambatkannya.

Dengan selamat, SeaCharger nampaknya sangat baik. Saya telah diminta berpuluh-puluh kali apa yang saya akan lakukan dengan SeaCharger selepas ia dibuat ke Hawaii, tetapi saya tidak pernah menganggapnya serius. Kini sudah tiba masanya untuk membuat keputusan. Kita boleh membungkusnya di dalam peti gergasi dan menghantarnya ke rumah, tetapi pilihan itu tidak merayu kepada poket kita atau rasa pengembaraan kita. Sebenarnya matlamat projek ini adalah untuk menghantar bot berkuasa solar di seberang lautan. Membuatnya dari California ke Hawaii pastinya merupakan pelayaran epik, tetapi ia tidak benar-benar transoceanic. Jadi saya memprogram semula bot untuk menavigasi ke Pasifik ke arah New Zealand, yang tampaknya tidak mungkin sejauh 4,400 km, dan melancarkannya.

Pelancaran California adalah sejuk, berangin, dan saraf-wracking. Tetapi di Hawaii, hanya angin kecil yang meniup di atas pantai pasir putih yang sempurna. Saya mengembara, pinggang, LautCharger yang lebih rendah ke dalam air suam, dan ia secara amnya motor keluar ke laut. Tiada saraf atau ketegangan. Saya rasa SeaCharger telah terbukti.

Saya berarak ke arah air pada hari yang indah untuk melancarkan semula perahu dari Hapuna Beach, Hawaii, pada 27 Julai 2016. Gambar oleh Jillaire McMillan

Terlalu Hebat

Seperti yang saya tulis ini, 90 hari berlalu sejak SeaCharger meninggalkan Hawaii. Ia melintasi kedua khatulistiwa dan Talian Tarikh Antarabangsa dan telah mengembara lebih satu perempat daripada keliling Bumi. Pada satu atau dua kali ia datang dengan bahaya dekat dengan penangkapan di pulau kecil, terima kasih kepada gabungan perancangan miskin saya dan cuaca ribut. Setiap kali SeaCharger mendekati sebuah pulau, saya menyelidik geografi dan sejarah pulau itu. Saya sedar bahawa nama Maori untuk New Zealand adalah Aotearoa, atau "tanah awan putih yang panjang." Gee, pasti pasti bagus untuk mengetahui bahawa sebelum saya menghantar bot berkuasa solar di sana!

Maori tahu apa yang mereka bicarakan: terdapat banyak awan di sekitar New Zealand. Dan sebagai SeaCharger membuat pendekatannya, angin dan arus bersekongkol melawannya, menolaknya ke utara ketika ia cuba membuat jalan menuju selatan. Selepas tiga bulan di laut, bot semakin perlahan, mungkin membawa beban yang besar. Pada satu ketika, saya melepaskan diri ke New Zealand dan menghantar arahan kepada modem satelit bot untuk menjadikannya barat dalam usaha untuk membuatnya ke New Caledonia atau Pulau Norfolk. Tetapi orang-orang New Zealand yang sangat bersahabat dan bersemangat yang sedang bersiap untuk ketibaan SeaCharger meyakinkan saya bahawa keadaan akan berubah. Sudah cukup, tidak lama lagi angin tenang dan kemajuan selatan menjadi mungkin sekali lagi.

New Zealand hanya 500 batu jauhnya sekarang. Saya tidak tahu jika SeaCharger akan sampai ke pantai hidup. Apapun yang berlaku, saya sangat gembira dan benar-benar bingung bahawa ia telah datang sejauh ini dan bertahan lama ini.

Mungkin kejutan yang paling besar dari keseluruhan projek itu adalah minat yang kuat dan sokongan yang tidak dapat dipisahkan daripada beratus-ratus orang di seluruh dunia. Saya mengharapkan guru sains sekolah tinggi New Zealand yang mengetuai sebuah kelab bot autonomi di sekolahnya, dan jurutera pemangkin yang memasak saya mengenai butiran teknikal di Maker Faire, yang akan berminat dengan bot pemecah rekod ini. Tetapi itu lebih mengejutkan dan memuaskan untuk mempunyai saudara kandung vintaj-VW saya dan berkebun isteri saya, membakar, rumah ibu bapa menjejakinya dengan jujur ​​dalam talian. Saya telah menyedari bahawa pelayaran ini mempunyai tarikan sejagat jauh melebihi apa yang saya bayangkan ketika saya mula.

Terima kasih banyak kepada JT Zemp, Troy Arbuckle, dan Matt Stowell. Troy dan Matt membina penggerak kemudi dan membantu pelbagai elektronik. JT berada di sana dari awal, membantu dengan senibina sistem keseluruhan, fabrikasi, dan ujian.

Epilogue: Adrift

Damon melaporkan bahawa pada 18 November, selepas 155 hari di laut, kemudi itu berhenti bertindak balas. Kali ini SeaCharger benar-benar mati, tetapi tidak sebelum ia mengembara 6,480 batu nautika.

Kongsi

Meninggalkan Komen