提高遠程作業能力一直以來都是各大水下運營者們不斷努力的方向，而此就要求水下機器人駐留時間的增加。回溯到五年前，海底常駐水下機器人(ROVs)的想法被提出，通過將ROV永久放置在水下泊位，提高ROV可用的及時性，大幅降低成本和對天氣的依賴度。如此一來，在海底可以形成一個水下機器人網絡，覆蓋各個水域，不同的業主可以在需要時按需使用最臨近作業點的機器人。
輝固阿伯丁遠程控制中心
©輝固
實現水下機器人在海底的長期駐留，其方式有多種多樣，最理想的即為採用無人船隻的協助以提供需要的支持，如布放回收、電力補給等服務。
TechnipFMC公司的遠程控制室，領航員僅需在觸控螢幕選擇一個工具，然後ROV便可完成自主切換的任務
©Schilling Robotics
Subsea 7的無纜自主幹預機器人(AIV)已經在挪威近海和美國墨西哥灣的檢查工作中展示了其優異的自主性能。今年8月，挪威IKM Subsea公司的Merlin UCV R-ROV完成了連續100天的水下作業，該公司自2018年以來一直在挪威海上Snorre B設施工作，同時還配備了一個工具架，並由現場和海上工作人員提供支持。
Oceaneering公司則針對不同的作業領域和應用場景，先後開發出了三款與眾不同的水下機器人，分別為Liberty，Freedom和Isurus（在深海智人的前述文章中均有過詳細的介紹）。其中Liberty為一款全電驅型工作級ROV，類似於傳統ROV的開式框架結構，為了滿足水下常駐的要求，專門配套開發了水下坐底式機庫，機庫上配備500KWh容量電池。Liberty ROV從機庫駛出後，可以在半徑1公裡的範圍內自由作業。機庫與水面浮標相連，通過4G，無線電和衛星進行通信，每隔一段時間由水面船隻為機庫充電，最長可在海底駐留數月。Freedom ROV則更多的混了AUV和ROV的特點，側重水下作業的機動性，更適合以用於水下檢測，該機型已於今年8月完成了海上試驗，計劃進行的水下管道檢測試驗也正在路上，即將開展。Isurus™ ROV則是在Magnum Plus ROV成功的基礎上開發的，該ROV結合了Oceaneering在作業級ROV的豐富經驗、高可靠性和全作業等級的能力，非常適合在惡劣環境下進行穩定的作業。
其他正在開展的項目還包括義大利的Saipem和挪威的Eelume，他們正在研究能夠使用通用對接站工作的系統，該系統由挪威的Blue Logic公司建造，並得到Equinor公司的支持。對Saipem來說，這意味著它的Hydrone-R水下機器人，將部署在挪威國油的 Norne油田。與此同時，Equinor計劃在2021年底前將TRL5用於其開發的蛇形機器人Eelume，其中兩臺機器人將於2021年第四季度與挪威海上Asgard油田的對接站一起部署，用於管道檢查、目視檢查和閥門操作。此外還有Houston Mechatronic的變形機器人和Modus海床幹預水下機器人(AUV)系統，Houston Mechatronic的變形機器人日前與挪威國油籤署了一份合作協議，在不久的時間內，我們將能看到這款名為Aquanaut的變形機器人在水下油氣作業中的實際應用。
另一個角度，適當縮短機器人水下駐留的時間，但需要使其具備有更強的作業能力。基於此，我們回到本源，需要對水下常駐系統給出一個什麼樣的定義，我們到底需要水下機器人保持多長時間的水下駐留。TechnipFMC在近期低調地將其最新的Gemini雙子座ROV交付給殼牌公司，運營在美國墨西哥灣的兩座深水鑽井平臺。開發Gemini雙子座ROV的主要目標是重度幹預，如用於防噴器和水下採油樹，包括流體幹預，我們發現它是一款常規液壓驅動的ROV而沒有跟隨當前炒的很火爆的ROV全電動化的風潮，對於這類重型工作，關鍵不在於部署的時間長短，而在於部署期間可以做什麼。這就是為什麼Gemini僅被設計為一個月的水下部署而不是更長，而是在工具和自主化作業方面取得跨越式的發展。不得不為TechnipFMC的冷靜以及對水下機器人認識的專業性折服。
在工具拿取和更換方面，Gemini提供了一個內置式類似左輪手槍的工具庫，有15套工具，還有15套則部署於TMS中。採用全新的設計思路，與傳統的機械手爪抓取工具上的t形杆不同，Gemini機械手的末端是一個夾起工具的插頭，並提供液壓、電力和通信接口。Gemini還有5個機器視覺攝像機，所以它知道它在看什麼，可以更精確地測量距離；機器視覺攝像機有助於將工作站保持能力調整到25毫米以內(比目前的導航傳感器更好)。這些功能使機器人能夠執行預先確定的任務，比如工具選擇，從而幫助克服任何與延遲有關的問題。領航員(遠程或其他方式)只需輕擊觸控螢幕來選擇工具，ROV就會自主完成其餘的工作——而不需要將ROV帶到地面重新配置工具。
這使Gemini向自主運行層面更近了一步，這意味著在執行任務時，拿取或更換工具會有更多的一致性。這種技術與特斯拉(Tesla)等公司類似，但更為複雜，因為對於汽車來說，所要做的就是避免碰撞，只要能避免距離在2-3釐米以內，它就能完成了任務。而水下機器人需要執行作業，比如插入一個液壓飛頭，這就增加了複雜性。
實現自主化監督的舉措將有助於減少海上作業所需的支持，包括ROV工作人員。但完全自主是否必要，以及能否證明所需的投資是合理的，都可以質疑。目前，即TechnipFMC正在向監督自治的水平邁進，就是通過USV操作這些系統。有了監督自治，就可以開始將新一代工作級ROV技術與新一代USV連接起來。
輝固的新eROVs(「輝固藍Volta」)將被部署在由sea kit建造的12米長的「輝固藍精」船上
©輝固
使用USV操作ROV是輝固的目標。到今年年底，它將成為世界上第一家通過陸上遠程操作中心(ROC)操作的USV和ROV提供海上海底檢查的公司；包括從USV部署的ROV和自主水下航行器(AUV)。
輝固公司表示，使用遠程操作的USV、ROV檢測解決方案來覆蓋目前75%的檢測範圍，具有顯著的安全性、高效性和可持續性優勢。輝固與USV建造商SEA KIT建立了戰略合作夥伴關係，並向其訂購了首批兩艘12米的船舶；其中一艘將於今年年底在澳大利亞投入使用，另一艘將於明年年初進入北海。12米長的BLUE ESSENCE將配備全新的輝固BLUE VOLTA大功率檢測eROV(電動ROV)，能夠在450米以下開展檢測工作。此外，一艘24米的艦艇正在設計中，目標是2500米的深度部署，配備一種能夠執行幹預工作的新型中程eROV。新型水動力設計的EROV由輝固公司(Fugro)設計開發，首批兩套EROV正在其新加坡ROV工廠建造，預計在今年11月份交付使用。
輝固擁有遠程操作中心，可以從那裡操作其rov和usv
©輝固
作為其全新全電動EROV的一部分，輝固將智能導航配置到機器人上，以促進更高效的駕駛，並為未來的無纜操作做準備。當USV部署時，增加自主性將有助於水下機器人的控制，USV在需要時充當表面網關。這可以潛在地支持現場駐留場景，USV充當ROV的計程車。
過渡到遠程和自主操作也帶來連接挑戰，輝固的ROC配備了數據通信傳輸所需的帶寬、正常運行時間和衛星連接的可靠性，輝固同樣也在制定法律、行動框架和海事規則等方面擔當著先鋒的角色。他們正在與監管機構和合約國合作，共同制定海上無人作業的指導方針。
這也將是人力資源的一個挑戰。這是一個超級令人興奮的環境，參與到這些發展中，置身於這場大規模變革的最前沿，是非常有趣的，這一轉變將改變人們的工作方式，改變使用的資產類型以及我們所處的立法環境。在這一套遠程客戶解決方案啟用後，客戶代表也不用上船了，來自世界各地的客戶進入聊天室，即可查看實時數據採集。
與此同時，水下機器人的動力也需要重點評估。例如，獨立在北海的運營商Chrysaor正在與海浪能源公司Mocean energy、海底能源儲存公司的EC-OG和水下機器人專家Modus合作，研究如何利用可再生能源為水下機器人提供水下動力。該項目由油氣技術中心支持，將使用Mocean Energy公司的Blue Star wave能量轉換器和EC-OG公司的HALO海底能量存儲系統。
美國新澤西州的Ocean Power Technologies公司推出了一款鋰-鐵磷酸鹽海底電池系統，標稱存儲容量為132千瓦時。它利用了OPT公司的電池管理系統，可以擴大規模，滿足更高的電力需求，並可以與公司的PowerBuoy波浪能量轉換器集成，用於充電或單獨使用。
綜上，可以明確的看出，所有的途徑都在指向提高遠程能力，這需要一定程度的自動化，並最終走向自治。但是，對於這些系統的形狀和形式，根據它們的使用情況，人們的意見各不相同。
IKM公司的Merlin UCV R-ROV已經在Snorre B完成了100天的連續作業
©IKM
Eelume和Kongsberg Maritime也與Triumph Subsea Services建立了合作夥伴關係，以支持該公司及其水下車庫的發展。此次合作的重點是500米、1500米和4000米系統，其中包括一個對接系統，該系統將使Eelume能夠與rov和水下套件一起部署，從而創建一個集成的自主水下檢查和輕幹預機器人系統，便於從船上布放。Triumph Subsea Services公司還將在其所有的建造船上安裝兩臺Eelume機器人，其中包括海上風機安裝船。
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