Роботы для очистки водоемов от мусора 

Загрязнение водоемов в начале XXI века приняло критический характер. Даже в океане появляются уже целые мусорные острова, гибнет морская флора и фауна. Робототехника пока что не дала эффективного решения для борьбы с загрязнением, но определенные разработки в этой области известны. В основном это прототипы. Оценить их жизнеспособность вы можете на этой странице. А кого-то она, возможно, вдохновит на собственную разработку робота для очистки океана?

 

Россия

 

Экобот, Нижний Новгород

фото: пресс-службы администрации Нижнего Новгорода

Малое беспилотное судно - несколько пафосное описание школьного исследовательского проекта "Экобот". Это работа группы школьников 10 класса (Школа 79 им Н.А.Зайцева) из Нижнего Новгорода. Ребята создали свою конструкцию в рамках занятий в "Центре малого судостроения судомоделирования и робототехники" Нижегородского детского речного пароходства.  

Идеи, заложенные в робота, вполне практические. Ленточный элеватор позволяет поднимать плавающий мусор с поверхности водоема для его очистки. Элеватор можно заменить на подводную косилку - для очищения от подводной растительности. А косилку - на земснаряд для очистки дна от ила. Небольшие размеры аппарата позволяют ему работать на мелководье. 

Разработка вполне актуальная, многие российские водоемы находятся в удручающем состоянии, никаких роботов на их приведение в порядок не напасешься. Школьный проект "Экобот" в 2017 году вышел в финал всероссийского конкурса "Транспорт будущего", который проводит Московский госуниверситет путей сообщения. 

 

Зарубеж

 

Дания

RanMarine, Дания 

WasteShark, RanMarine, Дания

 

2019.03 Работающий пять дней в неделю WasteShark теоретически способен сдерживать до 15.6 тонн отходов в год. Одной зарядки автономной версии морского робота хватает на 8 часов работы, после чего аппарат самостоятельно отправляется на подзарядку. Есть также поддержка режима телеуправления. 

Дешевая и экологичная “мусорная акула” способна самостоятельно определять места скопления мусора. Кроме того, робота можно оснастить сенсорами, позволяющими собирать данные о характеристиках воды. Испытания робота стартовали в 2016 году. Эту модель приобрели у разработчиков уже в 5 стран. 

Девайс выглядит примитивным: он не перерабатывает мусор, не собирает его в какие-либо ловушки или сети, а всего лишь толкает захваченные под корпус твердые и крупные объекты к берегу. Тем не менее, даже такой вклад в предотвращение экологического ущерба может хоть немного сократить нагрузку на акваторию. 

 

Сингапур

Weston Robot, Сингапур

 

2023.12 В Сингапуре применяют USV для сбора мусора с поверхности залива Marina Bay и мониторинга качества речной воды. Лодки спроектированы и выпущены сингапурской компанией Weston Robot. Пилотный проект с роботизированными лодками, подключенными по 5G, стартовал в Сингапуре в сентябре 2022 года и, как ожидается, завершится в первой половине 2024 года.

 

США

MIT, США 

Seaswarm, MIT, США

 

"Морской рой", как переводится название проекта - это рой из нескольких тысяч плавающих автономных роботов, каждый из которых представляет по-сути что-то типа плавающего ленточного конвейера, созданного из тонкого гидрофобного наноматериала, способного собирать нефть, разлившуюся по поверхности моря. Энергию такому роботу дают солнечные батареи, длина опытного образца составляла 49 метров, при ширине 21 см и весе в 16 кг. К сожалению, насколько можно судить, далее прототипа дело не продвинулось и никто такими роботами разливы нефти так и не ликвидирует.

 

Франция

SubSea Tech, Франция

SeaClear, SubSea Tech, Франция

2020.09 Разрабатываемый на средства Евросоюза комплекс для автономной очистки акватории от мусора. В состав такого комплекста входит летающих беспилотник, два ТНПА и роботизированная лодка. Идея проекта заключается в создании комплекса с высоким уровнем автоматизации, который мог бы заниматься сбором мусора с поверхности, из толщи воды и со дна прибрежных акваторий. Подробнее: robotrends.ru 

 

Страна неизвестна

ClearBlueSea

FRED, ClearBlueSea

Проект предназначен для сбора пластикового мусора с поверхности воды и для его предварительной сортировки

 

 

По-задумке, длина платформы FRED - 30 м, ширина - 27 м, источник энергии - 4 парусных крыла, а также аккумулятор большой емкости, подзаряжаемый от фотоэлектрической батареи. Максимальная скорость - 2 узла. Морских животных отпугивает звуковой сигнал.  

 

 Ocean Cleanup

The Clean Ocean, Ocean Cleanup

 

 

Сборка системы очистки океана, Аламеда, Калифорния. Источник фото

Идея проекта - запуск в существующие в океанах течения надводной системы подковообразной формы. Ее движение замедляется морским якорем, на глубине порядка 600 метров. Еще одна часть конструкции - прочный экран под плавучей трубой, предназначенный для удержания и накопления плавающего в океане мусора, прежде всего, пластика. 
Такая система не требует внешнего источника энергии, чтобы двигаться и собирать мусор, поскольку она использует течения, чтобы дрейфовать в океане. Система U-образной формы может свободно двигаться, например, в Северном Тихоокеанском течении, собирая пластик и другие отходы. Время от времени, вспомогательные суда смогут забирать скопившийся в ловушке мусор и доставить его на побережье.
В мае 2017 года в компании решили изменить конструкцию ловушки, которую намеревалась использовать для сбора мусора. Вместо одной гигантской системы, жестко стоящей на якоре, в компании задумались над созданием флота из множества сравнительно небольших свободно плавающих систем. Ожидалось, что притормаживать эти системы сбора мусора будет плавучий якорь, погруженный на несколько сотен метров, благо вода на поверхности движется быстрее, нежели чем в толще течения. По-задумке, разница в скорости системы и мусора должна была позволить ей накапливать пластик возле плавучего барьера. 
В 2018 году текущий дизайн системы - это плавучая подкова, с закрепленным снизу "экраном", который достигает глубины 3 метра по центру и постепенно сужается по мере удаления от центра. В конечных своих точках он достигает глубины 2 метра, а у краев U-образной плавучей части и вовсе отсутствует. Как ожидается, такой подход позволит системе сохранять свою форму.
К сожалению, оценка стоимости очистки оставется очень высокой - 5 евро за килограмм мусора, хотя это и в 35 раз меньше, чем требуют другие системы. 
У истоков проекта - Бойян Слат из Нидерландов.