Digital Twins Below the Surface: Enhancing Underwater Teleoperation

要約

海底探査、検査、介入作業は遠隔操作車両 (ROV) に大きく依存しています。
しかし、水中環境の固有の複雑さは、これらの車両の操縦者に重大な課題をもたらします。
この論文では、状況認識の低下や遠隔操作者の作業負荷の増加など、ROV の遠隔操作におけるナビゲーションおよび操縦タスクに関連する課題を詳しく掘り下げています。
これらの課題に対処するために、当社は、水中遠隔操作を強化し、自律航行を可能にし、システム監視をサポートし、シミュレーションによるシステムテストを容易にするように設計された水中デジタルツイン (DT) システムを導入します。
私たちのアプローチには、デスクトップ仮想現実を使用した水中ロボットとその環境の動的表現、および DT システム内でのマッピング、位置特定、経路計画、およびシミュレーション機能の統合が含まれます。
私たちの研究は、システムの適応性、多用途性、実現可能性を実証し、重大な課題を浮き彫りにし、ひいては遠隔オペレーターの状況認識を向上させ、作業負荷を軽減します。

要約(オリジナル)

Subsea exploration, inspection, and intervention operations heavily rely on remotely operated vehicles (ROVs). However, the inherent complexity of the underwater environment presents significant challenges to the operators of these vehicles. This paper delves into the challenges associated with navigation and maneuvering tasks in the teleoperation of ROVs, such as reduced situational awareness and heightened teleoperator workload. To address these challenges, we introduce an underwater Digital Twin (DT) system designed to enhance underwater teleoperation, enable autonomous navigation, support system monitoring, and facilitate system testing through simulation. Our approach involves a dynamic representation of the underwater robot and its environment using desktop virtual reality, as well as the integration of mapping, localization, path planning and simulation capabilities within the DT system. Our research demonstrates the system’s adaptability, versatility and feasibility, highlighting significant challenges and, in turn, improving the teleoperators’ situational awareness and reducing their workload.

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