MÖ 4000’li yıllardan bu yana deniz taşımacılığı, insanlar tarafından gerçekleştirilmiştir. Gelişen teknoloji, artan enerji ihtiyacı ve son kullanıcıya yönelik ürün taleplerinin etkisiyle, günümüzde insanlı gemilerin yerini alacak insansız deniz araçları üzerindeki çalışmalar, hız kesmeden devam etmektedir. Teknolojinin denizcilik dünyasında sağladığı bu devrim, yalnızca taşıma ve keşif süreçlerini değil, aynı zamanda deniz güvenliği, çevre koruması ve lojistiği de köklü bir şekilde dönüştürmektedir.
İnsansız Deniz Araçları sistemlerinin geliştirilmesinde önemli rol oynayan 5 temel teknolojik gelişme bulunmaktadır. Bunlar; yüksek verimli itki sistemleri, batarya teknolojisi, kontrol sistemleri, durumsal farkındalık ve haberleşme sistemleridir. Son yıllarda bilgiye erişimin kolaylaşması ve elektronik sistemlere erişimin, önceki yıllara kıyasla daha kolay olması nedeniyle, ülkemizde savunma sanayi, endüstri ve sivil alanda kullanılmak üzere önemli çalışmalar yapılmaktadır.
İtki sistemleri konusunda daha az bakım gereksinimi, sürdürülebilirlik ve yeşil dönüşüm çerçevesinde son yıllarda yapılan ticari ve sivil teknelerde elektrikli motor kullanımı artmaktadır. İtki sistemlerinde elektrik motoru kadar önemli bir diğer sistem ise pervane tasarımdır. Bu konuda, son yıllarda alışılagelmiş tasarımlardan farklı olarak, yeni pervane tasarımları kullanılmaktadır. Malzeme biliminin gelişmesi ve üretim yöntemlerinin çeşitlenmesi ile tasarım, üretim ve dayanıklılık alanındaki optimum çözümler artmaktadır. Motor teknolojisinde, uzun yıllardan bu yana petrol katkılı motorların kullanımının yerini, kimi yerlerde hibrit sistemler almıştır.
Elektrikli araçların yaygınlaşması ve enerji depolama sistemleri konusundaki çalışmalar ile batarya teknolojisi alanındaki Ar-Ge çalışmaları artmıştır. Geçmişten günümüze, alkalin, nikel-metal (NiMH), lityum iyon (Li-ion) ve lityum demir fosfat (LiFePO4) bataryaları kullanılmaktadır. Son yıllarda, uzun ömür ve yüksek enerji yoğunluğuna sahip Li-ion bataryalar yaygınlaşmaktadır. Elektrikli araçlarda olduğu gibi, Li-ion ve LiFePO4 tabanlı batarya sistemleri kullanılmaktadır. Ülkemizde, yerli bataryaların üretilmesi noktasında ASPİLSAN firması yatırımlarını sürdürmektedir. Bu alanda gerek savunma gerekse sivil alanda kullanıma yönelik batarya hücreleri ve enerji depolama sistemleri geliştirilmektedir.
Roketler, sürücüsüz araçlar, insansız hava araçları ve insansız deniz araçlarında kullanılan kontrol sistemleri, kendilerine verilen görevi başarıyla yerine getirmelerini sağlar. Kontrol sistemleri, çalıştırdığı sistemin gereksinimlerine bağlı olarak basit veya karmaşık yapıda olabilir. Kimi zaman basit tabanlı PID kontrol yeterli gelirken, sistemin karmaşıklığı ve performansına bağlı olarak, bulanık mantık kontrolü, model tahminli kontrol ve yapay zeka destekli genetik algoritma tabanlı kontrol sistemleri kullanılmaktadır.
İnsansız deniz araçlarındaki kontroller, her ne kadar roketler ve insansız hava araçları gibi karmaşık olmasa da, kararlılık, güvenilirlik ve hata güvenliği konusunda benzer prosedürler ve algoritmalar içermektedir. Rota planlama, engelden kaçınma, sürü sistemi, hedef izleme veya göreve yönelik özelleştirilmiş kontrol sistemleri ve algoritmaları geliştirilmekte ve kullanılmaktadır.
İnsansız deniz araçları da tıpkı insanlar ve hayvanlar gibi, kendi durumunu ölçmek, çevresini algılamak, engelleri tespit etmek ve konumlandırmak amacıyla 9 DOF IMU, GPS, kamera, lidar, transdüser (ultrasonik sensör) ve radar gibi sensörler kullanarak durumsal farkındalık sağlar. Bu konuda son yıllarda ülkemizde yerli konumlandırma ve 9 DOF IMU sensör geliştiricileri artmaktadır. Kullanılan sensörler, gereksinime bağlı olarak filtrelenerek ölçüm gerçekleştirilir. Farklı yöntemlerle ölçüm sağlayan sensörlerden alınan veriler, daha anlamlı hale getirilmek amacıyla sensör füzyonu ile birleştirilir. Dağıtık olarak ölçüm yapan sensörler, sensör füzyonu ile anlamlı bir durumsal farkındalık oluşturmaktadır. Simultane Lokalizasyon ve Haritalama (SLAM) ve Odometri bunlardan bazılarıdır. Kullanım amacına yönelik algoritmalar, tek başına veya iç içe geliştirilip kullanılabilmektedir.
Haberleşme sistemleri, insansız araçların birbiriyle veya komuta kontrol merkeziyle iletişimini sağlayan kritik bileşenlerden biridir. Yaygın olarak kullanılan frekans aralıkları şunlardır: Ultra Yüksek Frekans (UHF) (300 MHz – 3 GHz), Süper Yüksek Frekans (SHF) (3 GHz – 30 GHz), Aşırı Yüksek Frekans (EHF) (30 GHz – 300 GHz). Ülkemizin insansız hava araçlarındaki başarısı ile bu alandaki gereksinimler doğrultusunda, haberleşme sistemlerinde yerli çözümler geliştirilmektedir.
Yukarıda açıklamış olduğum bu 5 kritik bileşen, savunma sanayisinde ve sivil alanda kullanılmak üzere geliştirilen insansız deniz araçlarında kullanılmaktadır. Bu alandaki yenilikler geliştikçe, insansız deniz araçlarını daha fazla aramızda görmeye başlayacağız.
