SRS社製 自律型無人潜水機 (UUV) FUSION 水深300m対応:IP68防水の光コネクタ「フィッシャーFiberOptic」を採用

Strategic Robotics SystemsSRS)は、同社の無人潜水機(UUVFUSIONIP68防水の単心光コネクタ「フィッシャーFiberOpticFO1)」を採用しています。このUUVは水深300メートルから船上のオペレータに向けてリアルタイムでデータを送信することができます。

Strategic Robotic Systems, Inc. (SRS)は、斬新な視点で従来の課題に挑戦して次世代の潜水システムを開発する企業として設立されました。同社の自律型無人潜水機FUSIONは、自律型潜水機(AUV)、遠隔操作潜水機(ROV)、または潜水作業員のアシスタントとして利用できる数少ない製品の1つです。SRS社のエンジニアは、フィッシャーコネクターズのサポートを得て、フィッシャーFiberOpticシングルファイバー(FO1)コネクタを様々な検証を行った結果、採用を決定しました。このコネクタは、耐久性に優れているため過酷環境でも使用することができ、リアルタイムで大量のデータを船上のオペレーターやアナリストに送信する際に利用されます。

フィッシャーコネクターズの特徴のあるコネクタ・ソリューションがSRS社製 FUSIONと船上機器に使われています。計測データをリアルタイムまたは測定後に装置を回収してから、ギガビット通信でのデータ転送を実現しています。

 

課題と成功の要因

SRS社のチームは、2015年に自律型無人潜水機FUSIONの設計を開始するにあたり、市販されている他社製の水中ロボットと差別化を方向づけました。防衛の任務遂行、救援隊の復旧作業支援、小型ボートでの科学調査実施などの利用用途に適した小型サイズに設計するニーズがあり、また、あらゆる気象条件で水深300メートルに潜水して音波探知、センサの計測、高画質ビデオなどのデータを海面上まで送信できるような堅牢性を兼ね備える要件があると考えました。さらに、無人潜水機と船上をケーブルでつなぎリアルタイムでデータ収集、またはケーブルが邪魔になる場所ではリモコンで遠隔操作ができるように多機能製品を企画しました。さらに、リーズナブルな価格設定を考えました。

データが重要

Strategic Robotic Systemsの社長、ジェシー・ロドッカー氏によれば、当初の要件の1つは、あらゆる気象条件における海中移動という過酷な状況での耐久性でした。次に、大量のデータを扱わなければなりません。「ギガビット通信によって海面上まで高画質ビデオを送る必要がありました。この条件と、求められる通信距離とを考慮して、従来の銅の電線を除外しました。光ファイバを使う必要があることが、直ちにわかりました。」設計チームは、そのデータおよび状況に対応できる堅牢な光コネクタを探すという任務を果たさなければなりませんでした。

適切なコネクタ・ソリューションを探して

単心光コネクタ「フィッシャーFiberOptic FO1」は、水深2m、24時間でIP68保護等級の性能を備えています。これは、カタログ上の性能です。SRS社のエンジニアは、このコネクタを検証し、製品の実力はカタログ表記以上に性能が良いと発見しました。SRS社には、すでに船上機器に単心光コネクタ「フィッシャーFiberOptic FO1」のを採用事例があり、コンソールにデータをネットワークに送信するレセプタクルが使用されていました。船上機器は、過酷な天候にも、また船上員が乱暴に取り扱ったとしても耐久性がある必要があります。フィッシャーコネクターズの製品は、このような条件に適合しているため、船上機器に採用の先例がありました。このため、今回の海中使用用途にもフィッシャー製品を検討することになりました。

ロドッカー氏は、次のように述べています。「フィッシャー製のコネクタを見たとき、正式な仕様としては当社が必要とする水深で使用できると記載されていませんが、これは問題なく動作するだろうと思いました。一般的な海中用部品は、きわめて高価です。大きくて重く、また、使いやすいものではありません。当社としては、小型で、取り付けが容易で、使いやすいものであると同時に、実際の使用に耐えられる堅牢性と信頼性を備えたものが必要でした。」

 「当社には、高圧環境で部品を試験するために750psiまで試験できる圧力タンクがあります。この試験設備を使用すれば、水中のさまざまな深さでの圧力を再現できます。そこで、サンプルを用意して圧力試験を実施しました。」このコネクタのサンプルは、水深300メートル以上の水圧での試験に合格しました。嵌合したコネクタのペアおよびケーブルも試験しました。社内実験室の試験に合格した後、エンジニアはコネクタを海洋環境で試験した結果、このコネクタ・ソリューションは、実際の稼働試験において潜水機があちこち動き回っても、機械的にも光学的にも正常に動作することを検証しました。機器を引っ張るロープの役割も果たすケーブルとして、SRSは、Linden Photonics社とともに特注ケーブルを開発し、またフィッシャーコネクターズのパートナーであるFIS Blue社とともに全体のシステム設計を実施しました。

この自律型無人潜水機は、現在、米国海軍で機雷およびその類似物の発見や回収に使われています。その他の防衛、セキュリティ、科学調査などに属する企業や団体においても、フィッシャーコネクターズの特徴のあるコネクタ・ソリューションを採用した高信頼性と手頃な価格を両立したAUV/ROVを利用して水中での任務を順調に遂行しています。

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「私たちは、信頼性が高く、しっかりと作られていて、魅力的な価格設定のフィッシャー FiberOpticを選択しました。部品選定にはこれらすべての要因を考慮しました。船上のコンソールとアクセサリー、また水中の自律型潜水機本体にもこの光コネクタを使っています。」

ジェシー・ロドッカー氏、Strategic Robotic Systems社長

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オレンジ色の光ファイバ・ケーブルは、船上側と海中側の両端がフィッシャーFiberOptic FO1コネクタに接続されており、高画質ビデオや様々なデータをリアルタイムで高速転送できるようになっています。

 

プロジェクトの要点

対象業界

防衛・セキュリティ、科学調査

アプリケーション種別

計測、海洋

地域

米国

プロジェクト概要

Strategic Robotics Systems(SRS)は、同社のFUSION自律型無人潜水機に搭載されたセンサ、音波探知機、カメラからの大量のデータを安全かつセキュアに船上のオペレーターやアナリストに送信するため、フィッシャーFiberOptic FO1コネクタを採用しました。FUSIONは、防衛、探索・回収、科学に関する任務のために世界中で使われています。光ファイバ接続は、海洋、湖、河川における過酷な条件の下で、水面上とのギガビット通信に利用されています。この水中ROV/AUVは、フィッシャーコネクターズのIP68防水コネクタを使って水深300メートルまで潜ります。

余談ですが、水深300メートルは、人間がスキューバダイビングで潜った世界記録と同じ深さです。2014年に特別な案内ロープを補助に使って、アフメド・ガブル氏はその記録を達成しました。わずか12分で下降しましたが、海面に戻るのには15時間かかりました。FUSION UUVが最も深く潜ったときには、海洋の弱光層または「薄暮」層の上部に到達しました。その水深では、光が非常に少ないので光合成は行われません。*

* 弱光層とは、水深約200mから水深約1,000m付近までの部分を言います。FUSIONは、この層の上部である水深300mに到達しました。https://oceanservice.noaa.gov/facts/light_travel.html

 

コネクティビティに関する主な課題

  • 水深300メートルでのコネクティビティの信頼性確保
  • ギガビット高速データ通信で高画質ビデオ送信
  • ケーブルあり(リアルタイムデータ転送)およびケーブルなし(後でデータをアップロード)の両方で動作
  • 頻繁なコネクタ着脱

 

ソリューション

潜水機SRS FUSIONでは、単心光コネクタ「フィッシャーFiberOptic FO1」が使われており、曳索ありまたは曳索なしで水深300メートルまで降下するのに役立っています。IP68防水によって、過酷な海洋環境において潜水機のデータを保護しています。

採用されたコネクタ・ソリューション

単心光コネクタ「フィッシャーFiberOpticシリーズFO1」、フィッシャーコネクターズのパートナーであるFIS Blueが組み立てた特注ケーブル

主な要件

最大水深300メートルでの水圧(450psi)に耐える能力、および過酷な海洋環境への対応

付加価値

この堅牢な光ファイバ・コネクタによって、SRS FUSIONは、音波探知機やセンサのデータや高画質ビデオをギガビットの速度で送信することができ、市販品として数少ないROV/AUV両用機となっています。

事業上の利点

  • 光ファイバの使用により堅牢なコネクティビティを実現、さらにSRS社は全体のコストを削減、FUSIONは現在市販されている中でもきわめてリーズナブルな価格の自律型無人潜水機のひとつです
  • 水深300メートルまでの潜水という任務を遂行
  • プロジェクトコスト 対 製品寿命比の改善により良好なコスト効率