Oi: отслеживание 50-летних инноваций в океане

Marine Technology Reporter опубликовал приложение, посвященное 50-летию организации Oceanology International. Фото: MTR

В то время, как Oceanology International отмечает свое 50-летие, Marine Technology Reporter исследует полвека разработки и открытия подводных технологий. Океанология International Americas проходит 25-27 февраля 2019 года в Сан-Диего.

Когда в 1969 году на морском курорте Брайтон была запущена океанология, мир стал совсем другим. Для начала Брайтон был домом для модов и рокеров, которые выступали друг против друга на элегантной набережной города. Британская валюта включала в себя шиллинги и копейки, и человеку еще не ступить на луну.

Что еще более важно, для появляющегося подводного океанографического и гидронавтического мира, волнение, которое накапливалось в течение прошлого десятилетия о том, что может предложить исследование глубин, с помощью Жака Кусто, начало применяться в новой отрасли, Северном море. разведка нефти и газа. Обсуждались также возможности новых отраслей промышленности, таких как глубоководная добыча и строительство морского дна.

Середина столетия ознаменовалась первым открытием газа в Северном море, а год спустя, в 1966 году, было основано Общество подводных технологий. Промышленность родилась. Спустя всего три года океанология стала такой же. Дональд Брукс из BPS Exhibitions был его основателем, запустив шоу в отеле Metropole на набережной Брайтона - многоэтажную кучу, которая была обновлена в начале 1960-х годов и теперь включает выставочный зал и казино, первое в Великобритании.

Первое шоу привлекло около 600 человек, участников и посетителей, в том числе британского лейбористского политика и министра технологий Тони Бенна (на фото справа на открытии первого этапа). Среди первых посетителей выставки был Марти Кляйн, который сыграл важную роль в продвижении технологии гидролокатора бокового обзора на коммерческий рынок. «Было много волнений по поводу океанов», - говорит он. «Города под морем собирались накормить мир. Люди строили пилотируемые подводные лодки, чтобы отправиться на поиски вглубь. Аэрокосмические компании строили подводные аппараты, такие как Lockheed, North American, Rockwell и Westinghouse ».

Многое произошло за прошедшие годы, вспоминает Кевин Харди, который работал в Институте океанографии им. Скриппса с 1972 по 2012 год, с изобретения перьев и даже уплотнительных колец - возможно, небольшого компонента, но который принес прорыв повышение надежности уплотнения. Французское изобретение и коммерциализация Aqua-Lung предоставили ученым беспрецедентный доступ к их подводным объектам, а военно-морской флот США после Второй мировой войны инвестировал в океанографию.

«ВМС США финансировали большую часть развития технологии ROV в 1960-х годах, включая то, что тогда называлось« Управляемая кабелем подводная спасательная машина »(CURV)», - вспоминает Джек Джегар, который работал в Hydro Products и был ведущим специалистом в Общество морских технологий. «Это создало возможность для проведения глубоководных спасательных операций и восстановления объектов со дна океана». Платформа плавучего инструмента (FLIP) Управления военно-морских исследований США стала известной в то время, а подводная среда обитания SEALAB II находилась у побережья. Калифорнии.

В то же время Loran-C все еще использовался для навигации - еще было много возможностей для улучшения. «Аккумуляторы Мэллори Меркурий начала 1970-х годов были больше, чем 16-унция банки соды, и тяжелые. Если они чрезмерно разряжаются, они распадаются, и выходит жидкая ртуть », - говорит Харди.

Глобальная привлекательность Международной выставки Океанологии была очевидна с самого начала. Изображение: MTR

На первой Океанологии было много людей, заинтересованных в этом улучшении и которые только что основали свои собственные компании, такие как Эд Керли, который основал EPC Labs, работая в EG & G (например, Кляйн, который ушел, чтобы сформировать Klein Maritime Industries) вспоминает Кляйн. Они были на грани того, что будет бумом: нефть Северного моря была обнаружена в том же году, после открытия газа в 1965 году. «Я и другие помогали составить карту морского дна для буровых установок и трубопроводов, в то время как на заднем плане поставляет оборудование для обороны, кораблестроения и т. д. », - говорит Кляйн.
Развитие электронной и новой глобальной системы позиционирования (GPS) будет стимулировать их. Действительно, появление GPS революционизировало навигацию. В то время как элементарный в то время, по сравнению с, это было откровением для тех, кто должен был попробовать это. «Я вспоминаю нашу первую систему спутниковой навигации с черной перфолентой, которая подается из одной машины в другую, - говорит Харди. «Мы чувствовали себя частью космической эры, зная, что спутник на орбите общался напрямую с нами, пока мы были за горизонтом с земли».

Для других переход был не таким простым. В Wimpey основное внимание было уделено навигации с использованием радиоуправления. По словам Ральфа Рейнера, председателя нынешнего мероприятия, его технологии были во всех основных нефтегазовых месторождениях, и с 1983 года он посещает океанологию, а затем посетил и с тех пор участвовал в выставках в лабораториях Wimpey, а затем в Wimpol, до того, как стал частью Fugro. , «Но эта технология была полностью вытеснена всего за два года после появления спутников NavStar и того, что стало GPS», - говорит он.

Годы бума: эволюция технологий
Тем временем индустрия Северного моря быстро развивалась, и океанографические и погружные технологии, основанные на разработках, предшествовавших ей, продвинулись, чтобы удовлетворить эти новые требования. «Опираясь на такие технологии, как CURV, морская нефтегазовая промышленность создала ROV рабочего класса, чтобы помочь в разработке морских нефтяных месторождений», - говорит Джегер. «Спустя более десяти лет после того, как они были впервые внедрены, ROV стали необходимыми в 1980-х годах, когда большая часть нового оффшорного проекта превысила охват людей-дайверов».

В 1980 году компания Spearhead Exhibitions, которой руководил Дэвид Стотт, основавший журнал Hydrospace в 1967 году, а затем основавший компанию Offshore Europe в Абердине, увидел потенциал в океанологии и купил его. Поскольку 1980-е годы предлагали бум для океанографических и подводных компаний, они, в свою очередь, помогли, под руководством Дэвида, расширить шоу. Океанология - и бары Брайтона - были идеальным местом как для ведения бизнеса, так и для приятного времяпровождения. «Я помню кое-что, что Боб Бартон однажды сказал в Брайтоне:« Люди постоянно говорят мне, сколько я постарел; им, очевидно, не пришло в голову, что я сделал все это старение на этой неделе », - говорит Астрид Пауэлл, издатель International Ocean systems, - вспоминает Вершу Картер, которая работала в области океанологии с 1996 по 2002 год в качестве менеджера проекта, а затем проекта директор.

ПИОНЕРЫ
Изобретатель гидролокатора бокового обзора Марти Кляйн (справа) является значком отрасли, вовлеченным в отраслевые события тогда и сейчас. На снимке: Кляйн общается с женской командой ROV из Саудовской Аравии во время международного мероприятия MATE 2017 года. Фото: MATE II

«Это было невероятное время, и это было очень интересно», - говорит Стотт, который вышел на пенсию в 1999 году, но все еще является членом SUT. «Многие люди возвращались из Брайтона из года в год, каждый год с новыми и интересными технологиями. Усовершенствования в электронике и вычислительной технике помогли продвинуться вперед. Это было социальное шоу, но было сделано много дел ».

«Вы ушли с конца 1960-х годов, делая большой акцент на пилотируемом вмешательстве в океан, когда подводные погружные системы, глубокие погружения и первые дни в нефтегазовой промышленности Северного моря развивались довольно быстро», - добавляет Рейнер. «Но произошел глубокий переход от пилотируемых систем к системам с дистанционным управлением. Пилотируемые системы, как и прежде, не исчезали, но были очень сокращены и вытеснены технологиями, которые в значительной степени стали возможными благодаря изменениям в электронике; быть способным управлять ROV, иметь возможность вводить системы управления. А затем произошла соответствующая эволюция в восприятии.

«Был также глубокий переход с транзисторами и затем интегральными схемами, инициативы, которые пришли из-за пределов промышленности, но сделали возможным новые вещи; маломощные, долговечные устройства для измерения всего и вся в океане и взаимодействия всех этих технологий, как все это собралось вместе ».

Харди вспоминает изменения в электронике: «Мой первый семестр в колледже включал урок под названием« Теория правила скольжения », - говорит он. «Калькуляторы» были большими хэви-металлическими вещами. HP-35 поразил всех, а затем и их бюджеты. Дискретная электроника интегрировалась в маленькие микросхемы с определенной функцией, а логический дизайн стоял плечом к плечу с дискретной электроникой старой школы. Новые интегральные схемы работали на низких напряжениях с минимальным током. В результате инструменты начали сокращаться, а их способность распознавать и записывать данные усиливалась. Золотой век механики перенес часть своего царства в расширяющийся мир устройств с электронным потоком. Некоторые предпочитали схемы с защитой от давления, другие - с компенсацией давления. У каждого были свои списки того, что сработало, а что нет ».

Рост океанологии продолжался в 1990-х годах. Программа ее конференции быстро росла: более 135 докладов, а на выставке было более 500 экспонентов. В 1999 году Spearhead решили взять шоу за границей, и Oi Pacific Rim был запущен в Сингапуре и снова запущен в 2001 году, но затем отказался. В 2001 году была также запущена Oi America, с одним шоу в Майами, а затем в Новом Орлеане в 2003 году (когда было организовано похоронное шествие Нового Орлеана, чтобы прогуляться по выставочным залам ...), прежде чем его бросили. Несмотря на отсутствие успеха на этих выставках, для Картера опыт означал встречу и тесное сотрудничество с Доном Уолшем, одним из немногих, кто побывал в глубинах Марианской впадины, вместе с Жаком Пикаром, а затем океанографом ВМС США, а затем начальником Научный сотрудник Национального управления океанических и атмосферных исследований США Рик Спинрад.

Наука об океане также продолжает развиваться и расширяться. Произошли улучшения в восприятии океана - включая объем собираемых данных, их качество и то, что можно сделать с помощью компьютерного моделирования. Jaeger рассказывает о достижениях в измерениях солености и скорости звука, первоначально в основном проводимых через аналоговые сервосистемы или преобразование аналоговых сигналов и передачу данных, в первую очередь развернутых с надводных кораблей. По его словам, с тех пор появились расходные батонные термографы (XBT), и глобальные широкомасштабные данные также собираются через поплавки Argo. Вместо того, чтобы полагаться на специализированные исследовательские суда, начали использоваться суда возможности и разрабатывались новые платформы, такие как буксируемые или автономные транспортные средства.

Винтаж Валепорт - пример ранней брошюры Braystoke Impeller. Валепорт также празднует свое 50-летие в 2019 году.

Новые материалы также оказали свое влияние. «Инженерные материалы, особенно пластмассы, добились замечательных успехов», - говорит Харди. «PEEK, стекловолокно, делрин и множество других стали такими же обычными в механическом цехе Scripps, как и алюминиевые квоты морского класса. Синтетические веревки, от нейлона и полипро, до кевлара и Spectra, сделали работу в море немного добрее ».
В 2000 году океанология привлекла 6 146 посетителей и 600 компаний-экспонентов. Но, в то время как социальная сторона Океанологии все еще была на подъеме, пространство для конференций больше не подходило для количества посетителей, которые привлекали шоу. В 2002 году было принято важное решение; перенести океанологию из Брайтона.

«Это был действительно сложный шаг», - говорит Картер. «Люди не называли это океанологией, они называли это« Брайтон-шоу »». Но, хотя те, у кого были хорошие выставочные площади, были довольны пребыванием в Брайтоне, было много людей, которые потерялись в «кроличьей лаве» Метрополя. выставочные площади. Metropole, стремясь развивать свой конференц-бизнес в 1960-х годах, теперь был менее заинтересован, и пространство стало устаревшим. Тем временем строилось новое место проведения - EXCEL Center в Лондоне - в комплекте с его собственной набережной, так что суда могли быть на месте, как часть шоу.

Потеря была социальной сценой, предложенной Брайтоном. Несмотря на то, что мероприятие «Пиво на пирсе» проводилось всего несколько лет, оно быстро стало очень популярным, и через год кто-то сделал огромную копию билетов с ограниченным входом и написал на ней X 10, чтобы привлечь больше людей. «В то время это было травмирующим для многих», - говорит Картер. «Многие ходили в одни и те же бары и рестораны годами, но по эмоциональным причинам они хотели остаться. Бар в Метрополе будет занят со всеми до раннего утра. Это было особенное место ». Там сформировалось сильное сообщество персонажей, многие из которых посещали каждое мероприятие. «Вначале это было относительно небольшое сообщество, было возможно узнать почти всех, и эти персонажи были с ним, некоторые в течение полных 50 лет», - говорит Рейнер.

После оказания помощи шоу переехать в Лондон, Картер ушел. Но у нее много приятных воспоминаний, включая встречи с такими, как Уолтер Монк и Сильвия Эрл. «За эти годы я встретил так много людей с таким энтузиазмом, многие просто начинали свои компании с идеи и сумели попасть на шоу, а затем увидели, как их идея стремительно растет. Своим успехом они обязаны шоу », - говорит она.

Однако шоу продолжилось для Рейнера, который стал председателем шоу в 2002 году и с тех пор принимает активное участие. «Было много технологических изменений, и сейчас мы переживаем еще больше, - говорит он. В некоторых случаях технологии настолько сильно изменились, что полностью вытеснили то, что было раньше. «Было несколько маркеров реальных мест, таких как первые автономные записывающие инструменты и первые реальные программы глобального масштаба для их использования, главным образом, программа Argo», - говорит он. «Эти наблюдения на месте также теперь интегрированы с глобальными спутниковыми системами наблюдения, что способствует дальнейшему совершенствованию способов наблюдения за океанами».

«Мой первый семестр в колледже включал урок под названием« Теория правила скольжения ». Калькуляторы были большими хэви-металлическими вещами. HP-35 поразил всех, а затем и их бюджеты ". - Кевин Харди. Фото любезно предоставлено Oceanology International

Международная океанология тоже развивается
Спустя два года после переезда в EXCEL, Spearhead продал Oceanology компании Reed Exhibitions, и это событие позволило бы расширить и интернационализировать мероприятие. В 2010-е годы шоу снова стало международным. В 2012 году океанологию в Лондоне посетили 7 728 человек из 70 стран. В 2013 году компания Oceanology International открыла OI China в Шанхае. Лондон продолжал расти, и в 2014 году его посетило более 8 000 человек, а в 2017 году в конгресс-центре Сан-Диего, штат Калифорния, была запущена организация Oceanology International North America (теперь называемая Oceanology International Americas).

Восемь лет назад Рейнер стоял за запуском новой инновации - программы «Поймай следующую волну». Он был введен для поощрения взаимного обогащения технологий из одного сектора в другой, например, в медицине, автомобилестроении или авиакосмической промышленности, в морской сектор. В нем уже появились инновации, такие как материаловедение, в морском секторе. «Это объединяет людей, которые обычно не работают вместе», - говорит Рейнер.

Технология также продолжает развиваться. Совсем недавно, за последние пять лет, произошла революция в сенсорах, физических океанографических и биологических, таких как in-situ спектроскопия и методы «E-DNA» (ДНК окружающей среды), говорит Рейнер. «Появился целый ряд методов, невозможных пять лет назад».

Есть также те, для кого Excel был их введением в Океанологию. Первая Океанология Джастина Мэнли была в Excel, и он вспоминает показ судов на пристани. Но даже в период с 2002 года по настоящее время были достигнуты определенные успехи. «Возможно, тогда у меня был мобильный телефон, он работал в Европе, и если он работал, то он был действительно дорогим, и я не пользовался им», - говорит Мэнли, основатель Just Innovation, который работал в области беспилотных морских транспортных средств в Массачусетском технологическом институте, Liquid Robotics и Teledyne Benthos. «Теперь, за пределами США, мой телефон работает». Миниатюризация и доступность спутниковой телеметрии и определения местоположения способствовали прогрессу в его мире. «Сумасшедшие идеи, которые у нас были в 2002 году, относительно беспилотного надводного корабля, как мы их называли, тогда не работали. Сегодня это ASV или USV (автономные или беспилотные надводные корабли) и просто еще один инструмент. В то время идея использовать лодку-робот для гидрографических исследований и картографирования морского дна была сложной, если не невозможной. Теперь вы можете арендовать лодку, готовую сделать это ».

С 2002 года эволюция датчиков; По словам Мэнли, важное значение имеет GPS, датчики курса, микроэлектронные механические системы (MEMS), помогающие судам понять, где они находятся, а также разработка датчиков полезной нагрузки. «У нас был многолучевой гидролокатор в течение длительного времени, но он был дорогим, сложным, очень большим и типично встроенным в корпус корабля. Эти поставщики приборостроения создали новую волну цифрового сонара, современные схемы, произошли изменения в трансиверах, и они сократились и стали в некоторой степени более доступными.

«Улучшение в автономии, искусственном интеллекте, машинном обучении и т. Д., Они повзрослели. В 1990-х вы должны были написать текстовый файл и загрузить его на компьютер робота, нажать кнопку и надеяться, что в нем нет опечаток », - добавляет он. «Теперь, чтобы составить план миссии, вы добавляете пару точек пути и говорите: иди. Программное обеспечение выполняет всю тяжелую работу, чтобы выяснить, куда идти ». Программное обеспечение с открытым исходным кодом помогло в этом отношении, по его словам, облегчая доступ к этим задачам.

На протяжении десятилетий Марти Кляйн, несмотря на то, что продал свой бизнес в 1989 году и пропустил несколько океанологов, следил за отраслью. В 2018 году он был приглашен в океанологию компанией, которая теперь владеет его бывшим бизнесом, Klein Marine Systems; Mitcham Industries. «Это было ошеломляюще», - вспоминает он. «Размер и масштаб были намного больше, чем у Брайтона, и произошли некоторые существенные изменения в технологии, например, GPS.

Международная океанология в Лондоне включает в себя выставку, конференцию, а также демонстрацию живых технологий на судах, пришвартованных за пределами выставочного зала. Следующее мероприятие в Лондоне запланировано на март 2020 года. Фото: Oceanology International

Когда я начинал, все было сделано с помощью клапанов, вакуумных трубок и отдельных транзисторов. Теперь все цифровое. Весь микропроцессорный мир произошел. В 1960-х годах не было ни сотовых телефонов, ни интернета, ни Google. Все, что ты хотел сделать, было сложнее.

Теперь существуют автономные рои транспортных средств, которые используются для поисковых операций, например, для потерянной аргентинской подводной лодки. «Это захватывающе. Мы начинаем приближаться к тому моменту, когда вы сможете работать из дома и положить что-то в реку, и это будет распространяться по всему миру, и вы будете следить за этим по телефону, и любой может следить за этим по телефону », - говорит он. «Этот мир происходит, и это очень интересно».

Следующим шагом является использование возникающих автономных систем. «Это революция, которую мы переживаем сейчас», - говорит Рейнер. «Xprize использует полностью автономные системы, запущенные на берегу и способные делать практически все, что вы хотите, без какого-либо вмешательства. Грядет еще одно изменение - связь с высокой скоростью передачи данных через океан », - говорит он. «Это откроет недорогие и высокие данные о поверхности океана».

Многое изменилось за 50 лет, прошедших с начала океанологии. Для начала, либеральное курение сигар и сигарет, замеченное на ранних шоу, больше не разрешено на конференциях. Инструменты науки об океане стали гораздо более точными, портативными и все более автономными.

«Некоторые вещи практически не изменились», - говорит Кляйн. «Я участвовал в батискафе Триест. До 1960-х годов он спустился на семь миль в Марианскую впадину. По сей день, это (погружение на такие глубины) больше не было сделано. В эту минуту нет подводной лодки, которая может спуститься на семь миль вниз. Корабли больше не катятся, как они, и они знают, где они находятся, но находиться в море все еще трудно, это все еще опасно и сложно. Люди делают кабели из всех видов экзотических материалов, с волокнами, но они все еще делают их, используя методы, которые восходят к созданию веревок ».

В течение последних 50 лет океанологии обсуждалась тема сбалансированного использования морей и океанов. Сегодня это также все больше связано с управлением климатом Земли.

«Океан является частью климатической дискуссии», - говорит Рейнер. «Мы увидели революцию понимания в том, как океан управляет климатом, и мы увидим гораздо больше понимания этого и практического использования этого понимания в ближайшее десятилетие. Мы только начинаем видеть, как наблюдения за океаном используются для реального прогнозирования погоды, что раньше было невозможно из-за ограничений вычислительной мощности. Данные, коммуникации, вычисления - все объединяется ».

Есть также новый толчок - забота об устойчивом развитии и «не разрушать океаны больше, чем мы, и это приведет к появлению множества новых технологий», - говорит Рейнер. «Война с пластмассами» помогает повысить осведомленность общественности. «Мы не можем избежать необходимости эксплуатировать океанские ресурсы», - говорит Рейнер. «Задача состоит в том, чтобы сделать это таким образом, чтобы в некотором смысле быть устойчивым».

Возможно, еще через 50 лет тот же вопрос будет задан в отношении эксплуатации ресурсов на других планетах, поскольку в настоящее время существуют также новые границы. В этом году фокус «Поймай следующую волну» очень перспективен: как технологии могут помочь исследовать океаны таких мест, как самая большая луна Юпитера. «Эти системы должны быть полностью автономными и в основном подо льдом», - говорит Рейнер. «Это и работа над датчиками, которые будут поступать на эти устройства, - это работа, которая продолжается прямо сейчас. Это основной драйвер для инноваций ».

Кляйн уверен, что индустрия справится с этой задачей: «Нам предстоит еще кое-что сделать. Все еще очень трудно передавать данные с высокой пропускной способностью через воду. Но я настроен оптимистично. Там еще огромный потенциал ».