TW201620785A - 用於執行表面操作之航海機具 - Google Patents

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東尼 勾斯
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凍結運動私人有限公司
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Abstract

本發明揭示一種用於表面層操作之航海機具，其包括：一本體；至少一推進驅動器，其耦合至該本體；及一控制器，其由該本體承載且經組態以控制該至少一推進驅動器之操作。該航海機具進一步包括：一無線收發器，其可通信地耦合至該控制器以促進該控制器與一遠端計算裝置之間的無線通信；及至少一耦合器，其用於將該機具可移除地耦合至一船，其中該航海機具經組態用於無人表面層操作以在該控制器之控制下耦合至該船及與該船解耦合。

Description

用於執行表面操作之航海機具
所描述之實施例大體上係關於航海機具，且特定言之，係關於用於執行無人表面層操作之航海機具。一些實施例係關於用於表面層操作之航海機具(其可耦合至一船以對該船提供較大操縱性或有助於使該船保持於一給定位置中)，而其他實施例係關於一種控制該航海機具之操作以執行表面操作的方法。
大型航海船通常在其推進及轉向系統無法提供足夠操縱性的情形中(例如，當在海港海港或渠道中航行，進港或出港，或維持一位置及定向以進行載載或卸載時)需要操縱援助。自身無法移動之其他此等大型航海船(諸如駁船及鑽油平台)通常需要求助於運輸工具或需要援助來在一開闊水域維持一位置。此援助一般由拖船提供。
期望解決或改善與用於操縱較大航海船之拖船及此小航海機具相關聯之一或多個不足或缺點，或至少提供其之一有用替代。
應瞭解，在本說明書中，用語「包括」隱含：包含一陳述之元件、整體或步驟、或元件、整體或步驟之群組，但不排除任何其他元件、整體或步驟、或元件、整數或步驟之群組。
本說明書中已包含之文件、動作、材料、裝置、物品或其類似者之任何討論不應被視為許可此等物項之任何者或所有形成先前技術基礎之部分或為與本發明相關之技術領域中之一般常識，如同其在本 申請案之各請求項之優先權日之前即已存在。
所描述之實施例係關於一種用於表面層操作之航海機具，其包括：一本體；至少一推進驅動器，其耦合至該本體；一控制器，其由該本體承載且經組態以控制該至少一推進驅動器之操作；一無線收發器，其可通信地耦合至該控制器以促進該控制器與一遠端計算裝置之間的無線通信；及至少一耦合器，其用於將該機具可移除地耦合至一船；其中該航海機具經組態用於無人表面層操作以在該控制器之控制下耦合至該船及與該船解耦合。
在一些實施例中，該航海機具可經組態用於無人表面層操作以在該遠端計算裝置之控制下耦合至該船且與該船解耦合。
該至少一推進驅動器可包括複數個推進驅動器。例如，該複數個推進驅動器可包括四個推進驅動器。該至少一推進驅動器可包括至少一方位推力器。
在一些實施例中，該至少一耦合器包括至少一磁性耦合機構。例如，該至少一磁性耦合機構可包括複數個稀土磁體。該至少一耦合器可包括一解耦合機構以引起該至少一磁性耦合機制自該船釋放。該至少一解耦合機構可包括一氣動撤回器。在一些實施例中，該至少一耦合器可包括至少一吸力耦合機構。該至少一耦合器包括至少一可移動臂以定位該至少一耦合機構。
在一些實施例中，該本體可不具有甲板結構來容納一乘客。
在一些實施例中，該機具可包括用於供電給該至少一推進驅動器之至少一電源。
在一些實施例中，該機具可具有由另一載具承載之一尺寸及重量。例如，該載具係一船舶或一飛機。
在一些實施例中，該耦合機構能夠將該機具可移除地耦合至一 航海船之一船身。
在一些實施例中，該控制器可包括一記憶體，其用於儲存該航海機具之操作指令。該等操作指令可包括推進驅動器操作指令及耦合機構指令之至少一者。
在一些實施例中，該記憶體可包含一控制模組，其包括程式碼，當該程式碼由該控制器之一處理器執行時，該程式碼可經組態以引起該控制器控制該至少一推進驅動器之操作。
在一些實施例中，該記憶體可包含一控制模組，其包括程式碼，當該程式碼由該控制器之一處理器執行時，該程式碼經組態以引起該控制器控制該至少一耦合機構之操作。
在一些實施例中，該控制器可經組態以基於自該遠端計算裝置接收之資料而控制該至少一耦合機構之操作。例如，自該遠端計算裝置接收之該資料包括操作指令、船資料及天氣資料之至少一者。
在一些實施例中，該機具可進一步包括至少一感測器裝置，該控制器耦合至該至少一感測器裝置以自該至少一感測器裝置接收感測器資料。該感測器資料可包括定位資訊，其指示該機具及/或該至少一耦合器相對於該船之一位置。例如，該感測器可包括至少一定向感測器、一運動感測器、一近接感測器及一攝像機。在一些實施例中，該感測器資料可包括水深、波浪及水流、潮差及潮流、當前流速以及風向及溫度資料之一或多者。在一些實施例中，該感測器資料可包括與海床之地形有關之資料。
在一些實施例中，該控制器可經組態以基於該感測器資料而更新操作指令。該控制器可經組態以將感測器資料傳輸至該遠端計算裝置。該控制器可經組態以基於該感測器資料而自該遠端計算裝置接收更新操作指令。
在一些實施例中，該機具可進一步包括一定位系統以判定該機 具相對於該船之一位置，其中該定位系統可耦合至該控制器且將位置資料提供至該控制器。
該遠端計算裝置可為另一航海機具之一控制器、一控制塔伺服器、由該船承載之一伺服器、及一手持式計算裝置之至少一者。
一些實施例係關於一種系統，其包括：如上文所描述之航海機具；及一遠端計算裝置。
在一些實施例中，該系統可包括複數個該等航海機具，該等航海機具之各者與該遠端計算裝置通信且由該遠端計算裝置控制。
一些實施例係關於一種控制一航海機具執行一無人表面層操作之電腦實施方法，該方法可由該航海機具之一控制器操作，該方法包括：判定將由該機具執行一任務以援助一船，該任務包含識別該船之一位置；判定用於該機具之操作指令，其中該等操作指令包括用於該航海機具之至少一推進驅動器之操作指令及用於該航海機具之至少一耦合機構之操作指令；根據該等操作指令而啟動該至少一推進驅動器以驅動該航海機具朝向該船之該位置；根據該等操作指令而將該至少一耦合器耦合至該船；執行該任務；及根據該等操作指令而使該至少一耦合機構與該船解耦合。
在一些實施例中，判定將執行一任務可包括：通過一無線通信網路而自至少一遠端計算裝置接收援助該船之一請求，其中該請求可包括用於該船之位置識別符。
在一些實施例中，判定將執行一任務可包括：由耦合至該控制器之一感測器裝置偵測到該船在一預定義區內。
在一些實施例中，判定操作指令可包括：通過一無線通信網路而自至少一遠端計算裝置接收資料，其中該等操作指令可基於該資料。
在一些實施例中，判定操作指令可包括：自該控制器之一記憶 體擷取資料。
在一些實施例中，啟動該至少一推進驅動器可包括：該控制器之一處理器執行與用於該至少一推進驅動器之該等操作指令相關聯之程式碼以引起該控制器控制電力自一電源至該至少一推進驅動器之一供應。
在一些實施例中，將該至少一耦合器耦合至該船可包括：該控制器之一處理器執行與用於該至少一耦合器之該等操作指令相關聯之程式碼以引起該控制器部署該至少一耦合器。
在一些實施例中，將該至少一耦合器耦合至該船可包括：該控制器執行與用於該至少一耦合器之該等操作指令相關聯之程式碼以引起該控制器啟動待耦合至該船之該至少一耦合器。
在一些實施例中，使該至少一耦合器與該船解耦合可包括：該控制器執行與用於該至少一耦合器之該等操作指令相關聯之程式碼以引起該控制器停用該至少一耦合器以使該機具與該船解耦合。
該方法可進一步包括：通過一無線通信網路而自該遠端計算裝置接收資料；及基於該接收資料而更新該等操作指令。
該方法可進一步包括：自設置於該航海機具上之一感測器裝置接收包括定位資訊之感測器資料。例如，該定位資訊可指示該機具及/或該至少一耦合器相對於該船之一位置。
該方法可進一步包括：自設置於該航海機具上之一感測器裝置接收感測器資料，該感測器資料包括波浪及水流、潮差及潮流、當前流速、風向資料、溫度資料及水深之一或多者。該方法可進一步包括：自設置於該航海機具上之一感測器裝置接收感測器資料，該感測器資料包括與海床之地形有關之資料。
該方法可進一步包括：基於該感測器資料而更新該等操作指令。在一些實施例中，該方法可進一步包括：將該感測器資料傳輸至 該遠端計算裝置；及基於該感測器資料而自該遠端計算裝置經由該通信網路接收更新操作指令。
在一些實施例中，該方法可進一步包括：與經指派以執行該任務之一群組之其他航海機具協作，該任務包含自至少一其他航海機具之一控制器接收資料及基於該資料而更新該等操作指令。
在一些實施例中，該方法可進一步包括：與經指派以執行該任務之一群組之其他航海機具協作，該任務包含將感測器資料傳輸至至少一其他航海機具之一控制器。
一些實施例係關於一種控制一航海機具執行一無人表面層操作之電腦實施方法，該方法可由該航海機具遠端處之一計算裝置操作，該方法包括：通過一無線通信網路而將一請求傳輸至至少一航海機具之一控制器以執行一任務，該請求包含識別與該任務相關聯之一船；判定用於該至少一航海機具之操作指令；將操作指令傳輸至該至少一航海機具之該控制器以引起該航海機具執行該任務；及監測該至少一航海機具之操作，直至完成該任務。
在一些實施例中，該方法進一步包括：通過該無線通信網路而自該船之一伺服器接收一援助請求。
在一些實施例中，判定操作指令可包括：判定用於該至少一推進驅動器及該至少一耦合器之至少一者之操作指令。
該方法可進一步包括：指派作為一群組之至少兩個航海機具來執行該任務。
在一些實施例中，判定操作指令可包括：判定該群組之該等航海機具之一形成；及組態專用於該等航海機具之各者的操作指令以當耦合至該船時達成該形成。
在一些實施例中，監測該至少一航海機具之操作可包括：自該至少一航海機具之該控制器及該船之一伺服器之至少一者接收已完成 該任務之一指示。
該方法可進一步包括：自該至少一航海機具之該控制器及該船之一伺服器之該至少一者接收資料。
在一些實施例中，該方法可進一步包括：基於該接收資料而更新該等操作指令；及將該等更新操作指令傳輸至該至少一航海機具之至少一者。
在一些實施例中，該方法可進一步包括：將指令傳輸至該至少一航海機具之該控制器以引起該航海機具脫離該船。
一些實施例係關於一種電腦程式產品，其包括使用電腦可執行指令來編碼之一電腦可讀媒體，當在一電腦系統中執行該等電腦可執行指令時，該等電腦可執行指令有效地引起該電腦系統實施上文所描述之方法。
在一些實施例中，該電腦可讀媒體可為一非暫時性電腦可讀媒體。
一些實施例係關於一種系統，其經組態以執行上文所描述之方法。
100‧‧‧海港
102‧‧‧控制塔
104‧‧‧港口
106‧‧‧船
108‧‧‧航海機具
110‧‧‧停泊站
200‧‧‧漂浮機構
202‧‧‧底盤/框架結構
204‧‧‧推進裝置/推進驅動器
206‧‧‧耦合器
208‧‧‧電源
210‧‧‧能量儲存裝置/能量/燃料供應器
212‧‧‧控制器
214‧‧‧處理器
216‧‧‧記憶體
218‧‧‧控制模組
220‧‧‧電池
221‧‧‧感測器
222‧‧‧通信系統
224‧‧‧天線
226‧‧‧定位系統
228‧‧‧感測器
300‧‧‧無線通信網路
302‧‧‧控制塔伺服器
304‧‧‧船伺服器
306‧‧‧通信系統
308‧‧‧處理器
310‧‧‧控制塔記憶體
312‧‧‧使用者介面
314‧‧‧通信系統
316‧‧‧處理器
318‧‧‧記憶體
320‧‧‧使用者介面
400‧‧‧航海機具
402‧‧‧本體部分
404‧‧‧第一端部分/端
406‧‧‧第二端部分/端
408‧‧‧第一側
410‧‧‧臂部件
412‧‧‧第二側
414‧‧‧耦合器臂部件
416‧‧‧附接部件/附接墊
700‧‧‧航海機具
702‧‧‧本體部分
703‧‧‧托架
704‧‧‧電連接器
706‧‧‧主表面
708‧‧‧第一端
710‧‧‧第二端
712‧‧‧第一端
714‧‧‧第二端
716‧‧‧分流器
718‧‧‧天線桿
720‧‧‧主表面
800‧‧‧航海機具
802‧‧‧本體部分
804‧‧‧狹槽/孔隙
805‧‧‧連接點
806‧‧‧主表面/甲板
808‧‧‧側壁
900‧‧‧航海機具
902‧‧‧短艙/凹陷區域
904‧‧‧擋板/封蓋
1000‧‧‧航海機具
1002‧‧‧凹口
1004‧‧‧船身
1006‧‧‧橫桿部件
1100‧‧‧支撐結構/背襯層
1102‧‧‧耦合機構
1104‧‧‧面向外表面/接觸表面
1106‧‧‧臂元件
1108‧‧‧接頭
1110‧‧‧保護層
1112‧‧‧磁體
1114‧‧‧電磁體
1116‧‧‧永久磁體
1118‧‧‧纜線/導線
1200‧‧‧凸緣/密封件
1202‧‧‧孔/孔隙
1204‧‧‧管件
1206‧‧‧區域
1300‧‧‧密封件
1302‧‧‧磁體
1304‧‧‧孔/孔隙
1306‧‧‧區域
1400‧‧‧方法
1405‧‧‧步驟
1410‧‧‧步驟
1415‧‧‧步驟
1420‧‧‧步驟
1425‧‧‧步驟
1430‧‧‧步驟
1435‧‧‧步驟
1440‧‧‧步驟
1445‧‧‧步驟
1500‧‧‧方法
1505‧‧‧步驟
1510‧‧‧步驟
1515‧‧‧步驟
1520‧‧‧步驟
1525‧‧‧步驟
1530‧‧‧步驟
1535‧‧‧步驟
藉由參考附圖而進一步詳細描述實施例，其中：圖1係根據一些實施例展示用於表面層操作之複數個航海機具的一海港之一示意圖；圖2係圖1之航海機具之一方塊圖；圖3係根據一些實施例之包括圖1之航海機具之一控制器、一航海船伺服器及一控制塔伺服器之一通信系統之一方塊圖；圖4A係根據一些實施例之一操作狀態中之一航海機具之一透視圖；圖4B係圖4A之航海機具之一前視圖； 圖4C係圖4A之航海機具之一側視圖；圖5A係一撤回狀態中之圖4A之航海機具之一透視圖；圖5B係圖5A之航海機具之前視圖；圖6A係根據一些實施例之一操作狀態中之圖4A之航海機具之一平面圖；圖6B係根據一些實施例之一操作狀態中之圖4A之航海機具之一平面圖；圖6C係一撤回狀態中之圖4A之航海機具之一平面圖；圖7係根據一些實施例之一航海機具之一透視圖；圖8A係根據一些實施例之一航海機具之一平面圖；圖8B係8A之航海機具之截面A-A之一側視圖；圖9A係根據一些實施例之一航海機具之一耦合器之一橫截面圖；圖9B係一替代組態中之圖9A之航海機具之耦合器之一橫截面圖；圖10A係根據一些實施例之一航海機具之一推進裝置之一橫截面圖；圖10B係一替代組態中之圖10A之航海機具之推進驅動器之一橫截面圖；圖11A係根據一些實施例之一航海機具之一附接部件之橫截面圖；圖11B係根據一些實施例之一航海機具之一附接部件之橫截面圖；圖12A係根據一些實施例之一航海機具之一附接部件之橫截面圖；圖12B係一組態中之圖12A之附接部件之橫截面圖； 圖13A係根據一些實施例之一航海機具之一附接部件之橫截面圖；圖13B係一組態中之圖13A之附接部件之橫截面圖；圖14係根據一些實施例描繪操作一航海機具之一方法的一流程圖；及圖15係根據一些實施例描繪操作航海機具之一方法的一流程圖。
所描述之實施例大體上係關於航海機具，且特定言之，係關於用於執行無人表面層操作之航海機具。一些實施例係關於用於表面層操作之無人航海機具(其可耦合至一船以對該船提供較大操縱性或有助於使該船保持於一給定位置中)，而其他實施例係關於一種控制該航海機具之操作以執行表面操作的方法。
一些實施例係關於經組態以自動操作之航海機具。例如，該航海機具可經組態以藉由執行不依賴人為干預或輸入之操作指令而操作。一些實施例係關於遠端控制之航海機具。例如，該航海機具可經組態以回應於自一遠端計算裝置接收之指令而操作。在一些實施例中，該遠端計算裝置可經組態以接收使用者輸入。一些實施例係關於經組態以自主操作之航海機具。例如，該航海機具可經組態以根據一組預先程式化操作指令而操作。一些實施例係關於經組態以半自主操作之航海機具。例如，該航海機具可經組態以根據一組預先程式化操作指令而操作或亦回應於自一遠端計算裝置接收之指令而操作。
在一些實施例中，一群組之此等航海機具可經配置以協作地操作為一船隊或群集。例如，航海機具可經組態以與一群組或船隊之其他航海機具之至少部分協作。替代地，該航海機具可經組態以獨立於一群組或船隊中之其他航海機具而起作用。該航海機具可經組態以與 一或多個載人或無人船(諸如(例如)習知拖船或其他設備)協作。
圖1係一海港100之一示意圖，海港100包含設置於海港100之一港口104處之一控制塔102以監測及控制船106在海港100內或海港100附近之航行。
可將用於執行表面層操作之複數個航海機具108部署於海港100內。航海機具108可操作以援助船106(例如，引導船106(諸如一相對較大之航海船或一駁船)通過海港100)或有助於使船保持於一給定位置中。例如，當一船106需要援助時，可自控制塔102及/或船106遠端控制航海機具108之至少部分朝向船106行進以耦合至船106之一船身且引導船106通過海港100及/或有助於使船保持於一位置處。在一些實施例中，航海機具108可經組態以自主或半自主操作以耦合至船106之一船身且引導船106通過海港100。航海機具108可經控制或組態以在適合於控制船106之位態/定向及位置之一組態或構造中定位於船106周圍。
在一些實施例中，當不使用時，航海機具108可位於或停泊於一停泊站110(諸如設置於海港100中或海港100附近之一浮碼頭或碼頭)處或該停泊站周圍。例如，航海機具108可與部署於海港100中或海港100附近之複數個停泊站110之任一者相關聯或可停泊於該任一停泊站處。在一些實施例中，當停泊於停泊站110處時，航海機具108可呈現一休眠狀態以節省電力消耗。在一些實施例中，當位於停泊站110處時，可對航海機具108再充電或補給燃料。
在其他實施例中，航海機具108可用於援助其他航海物體或浮動航海物體(諸如駁船及鑽油平台)以操縱該等航海物體至一位置或使該等航海物體保持或維持於給定位置處。例如，船106可包括近海機具設備、精煉廠、船舶、駁船、鑽油平台、漂浮機具設備、漂浮起重機、漂浮處理單元、郵輪、渡輪、研究船及/或研究設備。亦可將航 海機具108承載於一船、飛機或其他載具上以自該船、飛機或其他載具部署。例如，航海機具108可由飛機運輸至一遇險船以提供援助。
參考圖2，圖中根據一些實施例繪示一航海機具108之一方塊圖。航海機具108可包括一漂浮機構200(諸如一或多個浮力箱或其他封閉或敞開容器)以提供使航海機具108能夠浮於一水體之表面或表面附近之正浮力。漂浮機構200可具有足夠浮力來抵消航海機具108之總重量且使其維持於一水體之表面處或表面附近。在一些實施例中，航海機具108可為半潛式的。例如，對於具有3000毫米之一總高度之一航海機具108而言，航海機具108之約300毫米或約10%可在使用中保持於水上。在一些實施例中，漂浮機構200可經組態以選擇性地調整在使用中保持下潛之航海機具108之百分比。例如，漂浮機構200可經組態以引起航海機具108在使用中為半潛的，使得波浪可越過航海機具108且可減輕由於波浪之力而對航海機具108之移動造成之任何干擾。
在一些實施例中，航海機具108可包括漂浮機構200可耦合至其之一底盤或框架結構202。在其他實施例中，漂浮機構200可形成航海機具108之一底盤或框架結構。
航海機具108可包括一或多個推進驅動器或裝置204(諸如推力器)以允許航海機具108移動通過水域。一或多個推進裝置204可連接至漂浮機構200及/或底盤202。在一些實施例中，推進裝置204可經旋轉以產生任何選定方向上之推力，或可限制推進裝置204之旋轉之一範圍。例如，可在航海機具108之操作期間將旋轉之範圍限制於一實質上水平之平面，使得推進裝置204充當方位推力器。替代地，推進裝置可固定地連接或安裝至航海機具108。推進裝置204可具有一足夠推力以有效促成引導航海機具108附接至其之一船106。例如，可基於待用於一特定船106之航海機具108之一數目及操縱船106所需之推力而 判定推進裝置204之推力之量值。推進裝置204可彼此獨立操作，可被獨立操作為由兩個或兩個以上推進裝置組成之群組，或可被集體地或一致地操作。
航海機具108可包括一或多個耦合器206(諸如附接部件或墊)以將航海機具108耦合至一船106(諸如船106之一船身)，使得當啟動推進裝置204時，可由航海機具108操縱船106或使船106保持於一位置處或適當位置中。當耦合至船106時，(若干)耦合器206可提供足夠強度之一耦合或附接力以承受操作期間之航海機具108與船106之間的預期差動力。
在一些實施例中，(若干)耦合器206可機械地耦合至(若干)推進裝置204以允許一力自(若干)推進裝置204轉移至(若干)耦合器206。例如，(若干)耦合器206及(若干)推進裝置204可經由底盤202而機械地耦合在一起，或替代地，可直接地且獨立於底盤202而接合。在一些實施例中，(若干)耦合器206可剛性地耦合至(若干)推進裝置204。
航海機具108可包含一電源208，其用於將電力供應至推進裝置204以驅動或推進航海機具108。電源208可耦合至漂浮機構200或底盤202。例如，電源208可包括一能量儲存裝置210(諸如一可再充電電池、燃料電池或燃料箱)。在一些實施例中，電源208可包括一內燃機、太陽能或風能收穫器、或其他能量產生構件。
航海機具108可包括一控制器212，其用於控制航海機具108之操作。控制器212可包含一或複數個處理器214(為了方便，簡稱為「處理器214」)(其等可一起操作)及一記憶體216。記憶體216可包括揮發性電腦可讀儲存器及非揮發性電腦可讀儲存器之一組合且可具有足夠容量來儲存可由處理器214執行之程式碼以執行如本文所描述之適當處理功能。在一些實施例中，記憶體216可包含一控制模組218，其包括程式碼，當由處理器214執行該程式碼時，該程式碼可經配置以引 起控制器212控制航海機具108之操作。例如，控制模組218可包括程式碼，當由處理器214執行該程式碼時，該程式碼可經配置以引起控制器212控制推進裝置214之操作及/或控制耦合器206之操作(其包含將耦合器206耦合至船106或使耦合器206與船106解耦合)。在一些實施例中，控制模組218可包括程式碼，當由處理器214執行該程式碼時，該程式碼可經配置以引起控制器212經由耦合至控制器212之一通信系統222而發送及接收無線傳輸。
控制器212可連接至電源208且由電源208供電。替代地或另外，控制器212可包含獨立於電源208之一單獨電源。例如，控制器212可包含一電池220，諸如一長壽命或鋰電池或一可更換電池。在一些實施例中，能量儲存裝置210可包含一感測器221以監測儲存於能量儲存裝置210中之燃料或能量且無線地或經由一直接連接而將一信號傳輸至控制器212，該信號指示可用燃料或能量之位準。感測器221可由電池220及/或電源208供電。
航海機具108可包括一通信系統222，其耦合至控制器212以使控制器212能夠通過一無線通信網路300而與遠端計算裝置通信，如圖3中所繪示。通信系統222可包括一收發器、一轉發器(諸如一短程或長程無線電轉發器)及/或其他無線通信裝置。在一些實施例中，通信系統可包括一或多個天線224以增強信號之接收及傳輸。通信系統222可包括需要或期望用於實施本文所描述之功能的額外組件及/或電路(圖中未展示)，如一般技術者所判斷。
在一些實施例中，航海機具108可包括一定位系統226以判定航海機具108相對於其他固定或移動物體之位置且將位置資料提供至控制器212。例如，定位系統226可使用電子或慣性導航技術來判定航海機具108之位置，且可(例如)包括以下之一或多者：指南針；機械、電性或光學陀螺儀；動量輪；加速度計；無線電轉發器；或GPS轉發 器或其他基於衛星之定位系統(GNSS)，諸如GLONASS、伽利略及SBAS。在一些實施例中，可比較航海機具108之定位或位置與儲存於航海機具記憶體216及/或控制塔記憶體310中之一地圖(圖中未展示)或在該地圖上標繪航海機具108之定位或位置。該地圖可包含與航海機具108經組態以在其中操作之環境有關之資訊，例如(諸如)已知障礙物、永久或臨時結構、海平面等等。航海機具108可經組態以基於航海機具108之定位或位置與該地圖之一比較而自動避開障礙物及/或停留於指定區域內。
在一些實施例中，定位系統226可經配置以實施即時運動衛星導航或載波相位增強以改良位置資訊之準確度及精確度。例如，定位系統226可分析轉發器信號之載波之相位且比較其與一固定位置處之一轉發器之載波之相位。在一些實施例中，定位系統226可經配置以基於固定轉發器之已知位置而實施時間校正以進一步提高位置資料之精確度及準確度。例如，定位系統226可包括一高性能GPS接收器平台，諸如由「Swift Navigation」製造之「piksi」GPS接收器。
在一些實施例中，替代一獨立定位系統226或除一獨立定位系統226之外，記憶體216可包括程式碼，其可在由處理器214執行時引起控制器212實施導航技術，諸如航位推算或慣性導航。例如，控制器212可採用航海機具108之初始位置資料(即，自航海機具之出發位置獲知之位置)，且可經組態以基於航海機具108在各種時間間隔內之移動量測而更新航海機具108之一當前位置。
在一些實施例中，控制器212可經組態以採用通信系統222來接收及比較發送至航海機具108附近之固定轉發器(圖中未展示)之一網路及自該網路發送之信號以對航海機具108之位置作三角測量。例如，可將一物體偵測系統(圖中未展示)設置於海港100附近之一固定位置處，該物體偵測系統可經組態以偵測航海機具108相對於其自身 定位之位置且將該位置資料傳輸至航海機具108之控制器212。
航海機具108可包括一感測器228(諸如一近接感測器)以偵測航海機具108附近之一物體。例如，感測器228可經組態以偵測一物體相對於航海機具108之一位置。在一些實施例中，感測器228可包括燈、攝像機、雷射雷達、雷達、一雷射掃描器、聲吶及超音波偵測/成像系統、或另外物體偵測或成像系統。在一些實施例中，感測器228可經配置以將即時資料提供至控制器212。在一些實施例中，感測器228可經配置以將資料(諸如水深、波浪及水流、潮差及潮流、當前流速、以及風向及溫度資料之一或多者)提供至控制器212。在一些實施例中，感測器228可經配置以將與海床之地形有關之資料提供至控制器212，該資料可根據各種因數(其包含天氣條件及海床之任何疏浚或淤積)而改變。
在一些實施例中，控制模組218可包括程式碼，當由處理器214執行該程式碼時，該程式碼可經配置以引起控制器212控制感測器228且接收及處理由感測器228判定之資料。例如，由感測器228判定且提供至控制器212之資料可用於判定推進裝置204之控制操作及/或判定耦合器206之控制操作及/或定位。
在一些實施例中，感測器228可(例如)藉由偵測各種物體及/或地標(其可與在一地圖上給定地標之位置的儲存資料比較)而貢獻用於定位系統226之資料以判定航海機具108之一定位或相對位置或判定航海機具108相對於一移動物體(諸如一船106)之一定位或相對位置。感測器228可貢獻用於判定航海機具108及/或其他固定或移動物體或船106之位置、定向、速度及/或加速度的資訊。
參考圖3，圖中繪示複數個航海機具108，其等各包含一控制器212，控制器212經配置以通過一無線通信網路300而與其他航海機具108之控制器212、控制塔102之一控制塔伺服器302、及/或船106之一 船伺服器304通信。無線通信網路300可包括一區域網路、一無線資料網路、網際網路或此等網路之組合。
控制塔伺服器302及船伺服器304可各為一單一實體伺服器或多個實體伺服器，該多個實體伺服器經配置以操作為一分佈式系統。在一些實施例中，控制塔伺服器302及/或船伺服器304可為具有分佈式功能之虛擬伺服器。例如，控制塔伺服器302及/或船伺服器304可包括經組態以動態地適應需求之一組虛擬化伺服器，且可有效地設置為隨選計算服務。
控制塔102可包括一通信系統306(例如類似於通信系統222之一通信系統)以使控制塔伺服器302能夠通過通信網路300而與航海機具108及船106通信。
控制塔伺服器302可包括連接至一記憶體310之一或複數個處理器308(為了方便，簡稱為「處理器308」)，其等可一起操作。記憶體310可為一非暫時性電腦可讀媒體，諸如一硬碟、一固態磁碟或CD-ROM。軟體(其係可執行指令或程式碼，諸如分組成程式碼模組之程式碼)可儲存於記憶體310中，且可在由處理器308執行時引起控制塔伺服器302執行功能，諸如，通過通信網路300而與航海機具108及船106通信。在一些實施例中，記憶體310可包含軟體，其在由處理器308執行時引起控制塔伺服器302遠端控制航海機具108之操作。
在一些實施例中，控制塔102可包括一使用者介面312以使控制塔伺服器302能夠自一使用者接收資訊及/或顯示資訊。在其他實施例中，該控制塔伺服器302可與直接使用者互動隔離。在一些實施例中，控制塔伺服器302可包括一可攜式或手持式裝置。
船106可包括一通信系統314(例如類似於通信系統222或306之一通信系統)以使船伺服器304能夠通過通信網路300而與航海機具108及控制塔伺服器302通信。
船伺服器304可包括連接至一記憶體318之一或複數個處理器316(為了方便，簡稱為「處理器316」)，其等可一起操作。記憶體318可為一非暫時性電腦可讀媒體，諸如一硬碟、一固態磁碟或CD-ROM。軟體(其係可執行指令或程式碼，諸如分組成程式碼模組之程式碼)可儲存於記憶體318中，且可在由處理器316執行時引起船伺服器304執行功能，諸如，通過通信網路300而與航海機具108及控制塔102通信。在一些實施例中，記憶體318可包含軟體，其在由處理器316執行時引起船伺服器304遠端控制航海機具108之操作。
在一些實施例中，船106可包含一使用者介面320以使船伺服器304能夠自一使用者接收資訊及/或顯示資訊。在其他實施例中，船伺服器304可與直接使用者互動隔離。在一些實施例中，船伺服器304可包括一可攜式或手持式裝置。
現參考圖4A、圖4B及圖4C，圖中根據一些實施例繪示一航海機具400。航海機具400可包括類似於結合圖1至圖3所描述之航海機具108之組件及元件，且如圖4A、圖4B及圖4C中所指示，該等類似組件及元件標有相同元件符號。
航海機具400之底盤202可具有一大體上呈長形之形狀，其具有一本體部分402及第一端部分404及第二端部分406。第一端部分404及第二端部分406可相對於本體部分402漸縮且自本體部分402之各自端延伸。底盤202可包括一或多個耦合點(圖中未展示)以允許航海機具400耦合至一或多個纜線且由一起重機或飛機升起。
底盤202可包含一漂浮機構(圖中未展示)(諸如一或多個浮力箱或其他封閉或敞開容器)以提供使航海機具400能夠浮於一水體之表面或表面附近之正浮力。在一些實施例中，底盤202及/或漂浮機構可根據流體動力學而塑形以有效率地移動通過水域。
航海機具400可包括至少一推進裝置或驅動器204(諸如一推力器) 以允許航海機具400移動通過水域。例如，(若干)推進裝置204可包括「Voith內聯推力器/推進器」或任何其他適合推力器，諸如噴水推力器、隧道推力器、輪緣驅動推力器或習知推進器。(若干)推進裝置204可包括一電驅動單元，其與一推力器管道整合以允許將該等推力器連接至航海機具400之任何連接結構定位成遠離該等推力器之流入口及流出口，藉此避免流動干擾。推力器(諸如「Voith內聯推力器/推進器」)可無需驅動軸、變速箱或外部驅動單元，且可更易於相對於航海機具400重新定位。
在一些實施例中，(若干)推進裝置204可連接或安裝至底盤202之一第一側408，例如一長形底盤202之一縱向側。例如，至少一推進裝置204可連接至第一側408靠近第一端部分404且至少一推進裝置204可連接至第一側408靠近第二端部分406。在另一實施例中，如圖4A、圖4B及圖4C中所描繪，一第一對推進裝置204可安置於第一側408之第一端部分404附近且一第二對推進裝置204可安置於第一側408之第二端部分406附近。例如，推進裝置對204之各者可經組態使得推進裝置204彼此配準對齊及/或配置成一堆疊組態。
航海機具400可包括至少一臂部件410以將(若干)推進裝置204連接或安裝至底盤202。在一些實施例中，(若干)臂部件410可樞轉地安裝至航海機具400及/或(若干)推進裝置204。例如，(若干)推進裝置204可圍繞一樞軸架旋轉以使(若干)推進裝置204能夠自航海機具400向外延伸及朝向航海機具400向內撤回。例如，(若干)推進裝置204可成方位角地連接至航海機具400，使得其等操作為方位推力器。在一些實施例中，在操作期間，(若干)臂部件410及/或(若干)推進裝置204可圍繞垂直軸及水平軸相對於航海機具400旋轉以選擇性地定位(若干)推進裝置204以減輕(若干)臂部件410、航海機具400及/或船106之間的流動干擾。
航海機具400可在一操作或部署狀態(如圖4A、圖4B及圖4C中所描繪)與一撤回狀態(如圖5A及圖5B中所描繪)之間轉變。例如，當援助一船106時，航海機具400可呈現該操作或部署狀態，且當航海機具400朝向及遠離一船106行進或位於停泊站110處時，航海機具400可呈現該撤回狀態。
當航海機具400呈現操作狀態時，(若干)臂部件410可自底盤202向外延伸以將(若干)推進裝置204定位成遠離航海機具400之底盤202，如圖4A、圖4B及圖4C中所描繪。當航海機具400轉變至撤回狀態時，(若干)臂部件410可朝向底盤202撤回以將(若干)推進裝置204定位於航海機具400之底盤202處或定位成緊密接近於航海機具400之底盤202，如圖5A及圖5B中所描繪。例如，(若干)臂部件410及(若干)推進裝置204可相對於底盤202旋轉以使(若干)臂部件410及(若干)推進裝置204朝向底盤202撤回。在一些實施例中，當航海機具400呈現撤回狀態時，(若干)臂部件410可在實質上平行於航海機具400之縱向軸的一方向上延伸。在一些實施例中，(若干)臂部件410可在使用中經組態以在操作期間將一或多個推進裝置204定位於相對於水面比底盤202更低之一深度或更深之一位準處以減輕流動干擾。
如結合圖2所討論，航海機具400之(若干)推進裝置204可由電源208供電且可經組態以根據自控制器212接收之指令而操作。在一些實施例中，(若干)推進裝置204之各者可彼此獨立地由控制器212控制及驅動，及/或可配對在一起且作為一單一單元由控制器控制及驅動，如下文將參考圖6來更詳細討論。
如參考圖2所討論，航海機具400可包括至少一耦合器206以將航海機具400耦合至一船106且允許航海機具400在操作期間根據需要保持耦合或附接至船106。在一些實施例中，(若干)耦合器206可包括至少一附接部件或附接墊416。例如且如圖4A、圖4B及圖4C中所描繪， 各耦合器206可包括配置成一對稱組態之四個附接部件416。
在一些實施例中，(若干)耦合器206可連接至底盤202之一第二側412，與第一側408對置。例如，至少一耦合器206可連接至底盤202之第二側412靠近第一端部分404且至少一耦合器206可連接至第二側412靠近第二端部分406。在另一實施例中，如圖4A、圖4B及圖4C中所描繪，至少一耦合器206或(例如)一對耦合器206可連接至底盤202之第一端部分404且至少一耦合器206或(例如)一對耦合器206可連接至底盤202之第二端部分406。在一些實施例中，耦合器對206可經組態使得耦合器對206之各者彼此配準對齊及/或配置成一堆疊組態。
航海機具400可包括至少一耦合器臂部件414以將(若干)耦合器206連接或安裝至底盤202。在一些實施例中，(若干)臂部件414可調整地安裝至航海機具400及/或(若干)耦合器206以能夠調整(若干)耦合器206相對於底盤202之一位置且允許將(若干)耦合器206選擇性地調整及定位至船106之一表面(無關於航海機具400之移動)。在一些實施例中，(若干)耦合器臂部件414可包括一電子、氣動及/或液壓致動器。在操作期間，(若干)耦合器臂部件414可圍繞垂直軸及水平軸相對於航海機具400旋轉以允許重新定位(若干)耦合器206以適應不同船身形狀。
如上文所討論，航海機具400可在一操作狀態(如圖4A、圖4B及圖4C中所描繪)與一撤回狀態(如圖5A及圖5B中所描繪)之間轉變。當航海機具400呈現該操作狀態時，(若干)耦合器臂部件414可自底盤202之第二側412向外延伸以將(若干)耦合器206定位成遠離航海機具400之底盤202，如圖4A、圖4B、圖4C中所描繪。當航海機具400轉變至該撤回狀態時，(若干)耦合器臂部件414可朝向底盤202撤回以將(若干)耦合器206定位於航海機具400之底盤202處或定位成緊密接近於航海機具400之底盤202，如圖5A及圖5B中所描繪。在一些實施例中， 當航海機具400呈現該撤回狀態時，(若干)耦合器臂部件414可朝向底盤202之端404、406撤回，使得耦合器206之一面向外表面實質上與航海機具400之底盤202之第二側412之一表面齊平。
如上文所討論，處理器214可經配置以執行程式碼以引起控制器212控制航海機具400之操作且藉由控制推進裝置204及/或耦合器206之操作(其包含將耦合器206耦合至船106之一船身及使耦合器206與船106之一船身解耦合)而使航海機具400在操作狀態與撤回狀態之間轉變。圖6A及圖6B描繪操作狀態中所組態之航海機具400之平面圖。圖6C描繪撤回狀態(其可提供改良或流線之通過水域運動)中所組態之航海機具400之一平面圖。
如圖6A中所繪示，處理器214可經配置以執行程式碼以引起控制器212使(若干)臂部件414自底盤202延伸，藉此定位用於耦合至或附接至船106之耦合器206。處理器214可經配置以執行程式碼以引起控制器212使(若干)推進裝置204之(若干)臂部件410依相對於第一側408之一角度自底盤202向外延伸以將(若干)推進裝置204定位成遠離航海機具400之底盤202。在一實施例中，引起安置於第一端部分404附近之(若干)推進裝置204之(若干)臂部件410及安置於第二端部分406附近之(若干)推進裝置204之(若干)臂部件410依相對於第一側408之一鈍角向外遠離彼此延伸。
處理器214可經配置以執行程式碼以引起控制器使電力自電源208供應至(若干)推進裝置204以引起(若干)推進裝置204在實質上垂直於船106之一船身之一縱向軸的一方向上產生一操縱力以允許航海機具400朝向船106移動且使耦合器206能夠耦合或附接至船106，例如，耦合或附接至船106之一船身。
在一些實施例中，處理器214可經配置以執行程式碼以引起控制器獨立於其他(若干)推進裝置204而控制及驅動(若干)推進裝置204之 至少一者及/或控制及驅動一起作為一單一單元之若干對或群組之(若干)推進裝置204。
如圖6B中所繪示，處理器214可經配置以執行程式碼以引起控制器212使(若干)推進裝置204之(若干)臂部件410安置於第一端部分404或第二端部分406之一者附近以朝向底盤202撤回以將(若干)推進裝置204定位於航海機具400之底盤202處或定位成緊密接近於航海機具400之底盤202。處理器214可經配置以執行程式碼以引起控制器使電力自電源208供應至(若干)推進裝置204以引起(若干)推進裝置204在實質上平行於船106之船身之縱向軸的一方向上產生一操縱力以允許航海機具400移動船106。
如圖6C中所繪示，處理器214可經配置以執行程式碼以引起控制器212使(若干)耦合器臂部件414朝向底盤202撤回以將(若干)耦合器206定位於航海機具400之底盤202處或定位成緊密接近於航海機具400之底盤202。處理器214可經配置以執行程式碼以引起控制器212使(若干)推進裝置之(若干)臂部件410朝向底盤202撤回以將(若干)推進裝置204定位於航海機具400之底盤202處或定位成緊密接近於航海機具400之底盤202。處理器214可經配置以執行程式碼以引起控制器212使電力自電源208供應至(若干)推進裝置204以引起(若干)推進裝置204在所欲移動之一方向上產生一操縱力。
現參考圖7，圖中根據一些實施例描繪一航海機具700之一透視圖。航海機具700可包括類似於結合圖1至圖3所描述之航海機具108及/或結合圖4至圖6C所描述之航海機具400之組件及元件，且如圖7中所指示，該等類似組件及元件標有相同元件符號。
如圖中所繪示，在一些實施例中，航海機具700可包括一底盤202，其具有：一實質上呈矩形之本體部分702；及第一及第二漂浮機構200，其等分別安置成與本體部分702之第一縱向側及第二縱向側 (圖中未展示)並排或安裝至本體部分702之第一縱向側及第二縱向側(圖中未展示)。本體部分702可經配置以容置航海機具之組件，諸如控制器212、電源208及能量儲存器210。
至少一推進裝置204及至少一耦合器206可耦合至底盤202。在一些實施例中，(若干)耦合器206可藉由一電連接器704而連接至控制器212及/或電源208。
在一些實施例中，至少一托架703可連接至底盤202之一主表面706且自底盤202之主表面706延伸。(若干)推進裝置204及(若干)耦合器206可耦合至(若干)托架703。在一些實施例中，一第一托架703可連接於底盤202之主表面706之一第一端708附近且一第二托架703可連接於底盤202之主表面706之一第二端710附近。
在一些實施例中，(若干)托架703可實質上沿底盤202之寬度延伸。(若干)推進裝置204可耦合至托架703靠近托架703之一第一端712且(若干)耦合器206可耦合至托架703靠近托架703之一第二端714。在一些實施例中，(若干)推進裝置204可樞轉地安裝至(若干)托架703且能夠圍繞垂直於本體部分702之縱向軸的一軸旋轉。
在一些實施例中，一分流器716可安裝至底盤之主表面706且沿底盤之主表面706之一長度延伸。例如，分流器716可自主表面706向外延伸且在(若干)推進裝置204與(若干)耦合器206之間延伸以減輕來自(若干)推進裝置204之流動干擾。
在一些實施例中，航海機具700可包括自底盤202之一主表面720(其與主表面706對置或相對)延伸之一天線桿718。一通信系統222、天線224、定位系統226、感測器228(諸如一定向感測器、運動感測器、近接感測器及/或一攝像機(圖中未展示))可安裝至天線桿718，由天線桿718容納或容置，且電連接至控制器212。
現參考圖8A及圖8B，圖中根據一些實施例繪示一航海機具800。 航海機具800可包括類似於結合圖1至圖3所描述之航海機具108、及/或結合圖4至圖6C所描述之航海機具400、及/或結合圖7所描述之航海機具700之組件及元件，且如圖8A及圖8B中所指示，該等類似組件及元件標有相同元件符號。
圖8A係航海機具800之一俯視圖且圖8B係截面A-A之一側視圖。航海機具800包括實質上相對於一縱向軸對稱之一實質上呈長形之本體部分802，其可允許有效率操縱通過水域。
本體部分802可包含一漂浮機構200。在一些實施例中，漂浮機構200可與本體部分802一體成型或包括本體部分802。航海機具800可包括一或多個推進裝置204，諸如推力器。在一些實施例中，航海機具800可包含安置於航海機具800之對置端處或對置端附近之至少一推進裝置204。
航海機具800可包含一電源208、能量/燃料供應器210及控制器212。在一些實施例中，電源208、能量/燃料供應器210及/或控制器212可位於航海機具800之一中央附近(例如，靠近航海機具800之一基座)且可充當穩定壓艙物且減輕滾動力矩。在一些實施例中，電源208、能量/燃料供應器210及/或控制器212可容置於一外殼(圖中未展示)內。一天線桿718可自本體部分802延伸且可經配置以接收或支撐組件，諸如一通信系統222、天線224、定位系統226、感測器228(諸如一定向感測器、運動感測器、近接感測器及/或一攝像機(圖中未展示))。此等組件可電連接至控制器212及/或電源208。
一長形孔隙或狹槽804可設置或安置於本體部分802中且可經配置以接收一耦合器臂部件414。耦合器臂部件414可旋轉地連接或凹入於狹槽804內以使耦合器臂部件414能夠圍繞實質上平行於本體部分802之縱向軸的一軸旋轉。在一些實施例中，耦合器臂部件414可經組態以自狹槽804向外延伸且至少部分地撤回於狹槽804內。耦合器206 可樞轉地連接至耦合器臂部件414以允許耦合器206圍繞將耦合器206連接至耦合器臂部件414之一連接點805旋轉。在一些實施例中，複數個狹槽804可安置於航海機具800之本體部分802中以容納複數個耦合器206。
例如，當航海機具800呈現一撤回狀態(諸如)以未耦合至一船而行進時，耦合器臂部件414可至少部分地撤回於狹槽804內且圍繞實質上平行於本體部分802之縱向軸的軸旋轉，使得耦合器206自本體部分802之一主表面或甲板806延伸且可提高航海機具800之流體動力效率。當航海機具800呈現一操作狀態時，耦合器臂部件414可圍繞實質上平行於本體部分802之縱向軸的軸旋轉，使得耦合器206自航海機具800之一側壁808、自狹槽804向外延伸。耦合器臂部件414可至少部分地自狹槽804延伸且耦合器206可經可樞轉地移動以有助於將耦合器206附接至一船。
參考圖9A及圖9B，圖中根據一些實施例繪示一航海機具900。航海機具900可包括類似於結合圖1至圖3所描述之航海機具108、及/或結合圖4至圖6C所描述之航海機具400、及/或結合圖7所描述之航海機具700、及/或結合圖8A及圖8B所描述之航海機具800之組件及元件，且如圖9A及圖9B中所指示，該等類似組件及元件標有相同元件符號。
航海機具900可包括安置於航海機具900之側壁808中且提供至(若干)狹槽804之進出的至少一凹陷區域或短艙902。(若干)短艙902可經組態以容納(若干)耦合器206。例如，當(若干)耦合器臂部件414撤回或部分地撤回於(若干)狹槽804內時，(若干)短艙902可經組態以部分地或完全地接收(若干)耦合器206。
在一些實施例中，(若干)短艙902可包括一封蓋或擋板904以當(若干)耦合器撤回於(若干)短艙902內時選擇性地封蓋短艙902。例 如，當封閉擋板904時，擋板904之一外表面可實質上與航海機具900之一外表面齊平且可當航海機具900行進通過水域時減小阻力。當需要一航海機具900耦合至一船106之船身時，擋板904可經打開以允許(若干)耦合器206自短艙902延伸，如圖9B中所繪示。在一些實施例中，處理器214可經配置以執行程式碼以引起控制器212根據用於航海機具900之操作指令而選擇性地打開及封閉擋板904。
參考圖10A及圖10B，圖中根據一些實施例繪示一航海機具1000之一側視圖。航海機具1000可包括類似於結合圖1至圖3所描述之航海機具108、及/或結合圖4至圖6C所描述之航海機具400、及/或結合圖7所描述之航海機具700、及/或結合圖8A及圖8B所描述之航海機具800、及/或結合圖9A及圖9B所描述之航海機具900之組件及元件，且其中如圖10A及圖10B中所指示，該等類似組件及元件標有相同元件符號。
如圖10A及圖10B中所描繪，航海機具1000可具有一凹口1002，其設置於航海機具1000之一船身1004之一外表面中且可經組態以接收(若干)推進裝置204之(若干)臂部件410。例如，當(若干)臂部件410撤回且航海機具呈現撤回狀態時，凹口1002可經組態以部分地或完全地接收(若干)推進裝置204之(若干)臂部件410，如圖10A中所描繪。在一些實施例中，可藉由使(若干)推進裝置204之(若干)臂部件410能夠接收於凹口1002內或部分地接收於凹口1002內而在航海機具108行進時減輕來自(若干)臂部件410之阻力貢獻。
如圖10B中所描繪，(若干)臂部件410可包括第一及第二連接橫桿部件1006，諸如長形橫桿部件。在一些實施例中，第一及第二橫桿部件1006可鉸接地連接至可旋轉之旋轉接頭以允許兩個橫桿部件1006依兩個自由度相對於航海機具1000、(若干)推進裝置204及彼此旋轉。
在一些實施例中，航海機具800包括圖9A及圖9B之航海機具900 之(若干)短艙902及(若干)耦合器206及/或擋板904組態及圖10A及圖10B之航海機具1000之凹口1002及(若干)臂部件410組態。例如，當未耦合至一船106地行進時，此一實施例可提供航海機具108通過水域之有效率移動，其中(若干)耦合器206升起浮出水面且(若干)推進裝置204之(若干)臂部件410撤回至航海機具之凹口1002中。
現將參考圖11A、圖11B、圖12A、圖12B、圖13A及圖13B來描述附接部件416之一些實施例。(若干)附接部件416可包括用於支撐或承載一耦合機構1102之一背襯層或支撐結構1100。(若干)附接構件416可包含一面向外表面1104，其用於耦合或附接至一船106(諸如一船之船身)以將航海機具108、400、700、800、900、1000耦合至船106。耦合機構1102可經配置以提供足夠強度及剛度以承受在操作期間作用於附接部件416上之力。在一些實施例中，(若干)附接部件416可至少部分地由一材料組成或使一表面層安置於其上，使得表面1104在耦合至船106之一表面時具有或展現一相對較高擦係數，以藉此減輕航海機具108與船106之間的剪切分離或滑動。
各附接部件416可直接連接至航海機具108、400、700、800、900、1000之底盤202或本體部分402、702、802、902或直接連接至耦合器臂部件414。例如，附接部件416可包括一臂元件1106及一接頭1108。接頭1108可為固定的，或可允許附接部件416依一或多個旋轉自由度相對於航海機具108、400、700、800、900、1000移動。例如，接頭1108可包括一萬向接頭、一球形接頭、一旋轉接頭、一樞軸接頭、一彈簧負載接頭。在一些實施例中，接頭1108可包含一致動器(圖中未展示)，其鏈接至控制器212，使得附接部件416之定向可由控制器212調整。
在一些實施例中，(若干)附接部件416可包括一保護層1110。保護層1110可由一相對較軟材料(相對於典型船身或船材料)(諸如橡膠) 組成或形成，且可防止或減輕附接部件416引起一船106(附接部件416可附接至船106)受損。(若干)耦合器206及/或(若干)附接部件416與船之間的附接強度可足以承受操作期間之航海機具108、400、700、800、900、1000與船106之間的差動力。
在一些實施例中，例如圖11A中所繪示，(若干)附接部件416之耦合機構1102可包括至少一磁體1112以磁性地耦合或附接至一船106。(若干)磁體1112可為一電磁體或一永久磁體，諸如一稀土磁體。(若干)磁體1112可安置成緊密接近於(若干)附接部件416之外表面1104以提供一相對較強吸引力。在一些實施例中，各附接部件416可相對於其他附接部件而獨立地延伸及撤回，使得複數個附接部件416之各者可被逐個移除或一次被移除數個。依此方式，(若干)剩餘附接墊416可提供一反作用力以使各附接部件416與船106分離，直至僅一或兩個墊416保持附接至船106。耦合器臂部件414或底盤202可包含一解耦合機構(圖中未展示)(諸如一非磁性臂或一氣動撤回器)，其經組態以自航海機具108、400、700、800、900、1000延伸以推擠船106以使(若干)剩餘附接墊416與船106斷接或解耦合。藉由提供包含複數個附接部件416之(若干)耦合器206且藉由依序一次一個地拆離附接部件416，可需要一減弱分離力來使航海機具108、400、700、800、900、1000與船106解耦合。替代地或另外，耦合器臂部件414能夠足夠快速地撤回以藉由產生足以中斷附接或耦合結合之衝擊力而自一船106拆離附接部件416。
在一些實施例中，例如圖11B中所繪示，磁體1112可包括一或多個電磁體1114及一或多個永久磁體1116以控制(若干)附接部件416至一船106之耦合及解耦合。電磁體1114可經由一纜線或導線1118而電耦合至控制器212。電磁體1114可安置成相鄰於永久磁體1116。在一些實施例中，永久磁體1116可為安置成相鄰於、包圍或圍繞永久磁體 1116之線圈。電磁體1114可用於增大附接部件416至一船106之一吸引力且有助於將永久磁體1116及藉此(若干)耦合器206附接至船106。
在一些實施例中，控制器212可經組態以停用電磁體1114，同時航海機具108、400、700、800、900、1000保持耦合或附接至船106，且控制器212可經組態以啟動具有與永久磁體1116相反之一極性之電磁體1114以抵消及中和永久磁體1116之磁場，藉此減小附接力且允許使用(若干)推進裝置204來自船106更容易地拆離航海機具108、400、700、800、900、1000。包括永久磁體之附接部件416可允許航海機具108在一被動模式中保持耦合至一船106且不消耗能量。
在其他實施例中，如圖12A及圖12B中所繪示，(若干)附接部件416可經組態以藉由真空吸力而耦合或附接至船106。例如，(若干)附接部件416之耦合機構1102可為一吸力耦合機構且可包括一凸緣或密封件1200，其安置於面向外表面1104之一周邊周圍以將(若干)附接部件416耦合或實質上密封至船106之一表面。一孔或孔隙1202可安置或設置於(若干)附接部件416之表面1104中，使得可經由連接至航海機具108、400、700、800、900、1000上之一泵(圖中未展示)的一管件1204而誘發吸力。在一些實施例中，控制器經組態以根據操作指令而控制該泵(圖中未展示)之操作。
如圖12B中所繪示，可藉由在孔隙1202處誘發吸力而產生耦合機構1102與船106之間所界定之一區域1206中之壓力與密封件1200外之周圍壓力之間之一負壓力差，藉此能夠使(若干)附接部件416耦合或保持至船106之一表面。在一些實施例中，密封件1200可由一可彈性變形材料組成，可在附接至一物體或船106期間變形以減小區域1206之容積，且可在附接之後恢復至其無負載狀態。(若干)附接部件416可保持耦合或附接至船106，直至釋放及均衡壓力，以允許(若干)附接部件416與船106之表面解耦合或自船106之表面拆離。
在一些實施例中，例如圖13A及圖13B中所繪示，附接部件416可採用磁性吸引及吸力技術兩者來將(若干)耦合器206耦合至一船106。例如，(若干)附接部件416之耦合機構1102可包括：一密封件1300，其安置於(若干)附接部件416之表面1104之一周邊周圍；及至少一磁體1302，其安置於(若干)附接部件416之接觸表面1104處或接觸表面1104附近。一孔或孔隙1304可安置或設置於(若干)附接部件416之表面1104中。
在一些實施例中，密封件1300之一厚度及/或(若干)磁體1302之磁性強度可經選擇使得當使密封件1300與一船106之一表面鄰接或接觸時，(若干)磁體1302無法施加一足夠吸引力來磁性地耦合至船106。可將真空吸力施加於孔隙1304處以減小耦合機構1102與船106之間所界定之一區域1306內之壓力，且密封件1300外之正壓力可使密封件1300變形以使(若干)附接部件416及(若干)磁體1302更靠近於船106之表面，使得(若干)磁體1302可磁性地耦合或附接至船106。可藉由增大區域1306中之壓力而使(若干)附接部件416與船106解耦合或自船106拆離以將(若干)附接部件416及(若干)磁體1302移動成足夠遠離船106，使得航海機具108、400、700、800、900、1000能夠自船106拆離或與船106解耦合。
在一些實施例中，密封件1300可由一可彈性變形材料組成，可在附接至一物體或船106期間變形以減小密封件1300內之區域1306之容積，且可在拆離之後恢復至其無負載狀態。
圖14係根據一些實施例描繪操作一航海機具108、400、700、800、900、1000之一方法的一流程圖。方法1400可由航海機具108、400、700、800、900、1000之控制器212執行。
在1405中，航海機具108、400、700、800、900、1000可判定將執行一操作或任務以援助一船106，諸如航海船、近海機具設備、精 煉廠、船舶、駁船、鑽油平台、漂浮機具設備、漂浮起重機、漂浮處理單元、郵輪、渡輪、研究船及/或研究設備。
待由航海機具108、400、700、800、900、1000執行之任務之實例可包括：使一船106保持於一界定安全區內；使船106保持於一渠道或區域內；引導一船106自一位置至另一位置，諸如，通過海港100；使一船106維持於一給定位置處以促進船106停泊至一固定結構，諸如一船塢或港口104；協助一船106進港及出港；使一船106維持於一特定航向角及一特定位置處；提供一船106之主動或被動動態定位；圍繞一造船廠移動組件或設備；或相對於一移動物體(諸如另一船或機具設備)動態地查找或定位一船106。可在任何水體(諸如海灣、海港、小船塢、河流、河口、渠道、運河、水閘、湖泊、海洋或公海)中執行此等任務。
在一些實施例中，控制器212可判定將藉由處理通過通信網路300經由耦合至控制器212之通信系統222自一遠端計算裝置或伺服器接收之指令而執行一操作或任務。例如，可自控制塔伺服器302、船伺服器304或任何其他計算系統(諸如一無人航空載具(UAV)或無人機)接收該等指令。在一些實施例中，該等指令提供關於船106之一識別碼、船106之一位置及/或待執行之一任務(諸如，操縱船或使船保持或定位於一給定位置處)的資訊。
例如，請求援助之一船106之船伺服器304可通過通信網路300經由船通信系統314而與塔伺服器302及/或航海機具108、400、700、800、900、1000之控制器212通信以請求援助及/或傳輸與船106有關之資訊及/或船106所在地之天氣資訊。
在一些實施例中，控制器212可判定將藉由處理自定位系統226及/或感測器228接收之指令而執行一操作或任務。例如，控制器212可判定需要藉由感測一預定操作或任務區內之一船106(諸如一航海 船或漂浮機具設備)而執行一任務。在一些實施例中，將標示特定位置或區之座標或其他資訊儲存於記憶體216中作為操作或任務區。控制模組218可包括程式碼，其可在由處理器214執行時引起控制器212比較自定位系統226及/或感測器228接收之偵測船106之位置與記憶體216中之操作或任務區之儲存位置以判定船106是否位於一操作或任務區內及是否將由航海機具108、400、700、800、900、1000執行一操作或任務。在一些實施例中，待執行之任務之類型可與操作或任務區相關聯且儲存於記憶體216中。例如，若在一特定任務區中偵測到一船，則控制器212可自記憶體216判定待執行之任務之類型。
在1410中，控制器212可判定使航海機具108、400、700、800、900、1000執行任務之操作指令。該等操作指令包括用於(若干)推進裝置204及(若干)耦合器206之操作指令。
操作指令可取決於(諸如)以下操作因數：待執行之任務；待援助之船106之類型、尺寸、質量、船身形狀及/或吃水深度；待援助之船106之貨物之分佈及密度；待援助之船106之位置、定向、速度及/或加速度；與(若干)耦合器206耦合至其之一船有關之一目標位置；天氣資訊，諸如當前天氣資訊及預報天氣資訊，例如操作期間之操作區域中之風、波浪及水流之預期量值及方向之一或多者；感測器資料，例如水深、與海床之地形有關之資料、氣溫及水溫之一或多者；潮汐資訊、其他航海機具108、400、700、800、900、1000(其等可用且經指派、經招募或經組態以有助於執行任務)之一數目及位置；燃料及/或能量，其可由航海機具及預期之其他航海機具108、400、700、800、900、1000之任何者使用以有助於執行任務；完成任務所需之預期燃料及/或能量；完成任務所需之預期時間；及/或固定及/或漂浮障礙物、限制區、航道或渠道之位置。
在一些實施例中，操作因數之至少部分(操作指令取決於該等操 作因數)及/或操作指令之至少部分可本端地儲存於航海機具108、400、700、800、900、1000之記憶體216中及/或可儲存於通過通信網路300而與控制器212通信之一遠端資料庫(圖中未展示)處。在一些實施例中，控制器212可經組態以儲存與用於一給定或特定類型之船106之操作因數及/或操作指令相關之資料及/或將該資料傳輸至該遠端資料庫(圖中未展示)。用於該給定或特定類型之船106之該等操作因數及/或操作指令可由另一航海機具108、400、700、800、900、1000(其隨後需要用於對船106執行一任務)之一控制器212存取至控制器212之記憶體216及/或該遠端資料庫(圖中未展示)及自控制器212之記憶體216及/或該遠端資料庫(圖中未展示)擷取。
用於(若干)推進裝置204之操作指令可包含以下資訊：諸如待進行之航行之一方向或航線、朝向船行進時之各種階段中之(若干)推進裝置204之操作速度、航海機具與船106、任何其他航海機具108、400、700、800、900、1000、或任何其他周圍物體或結構維持之一最小距離。用於(若干)耦合器206之操作指令可包含以下資訊：諸如附接部件之操作距離、耦合力、位置及定向。
在一些實施例中，可通過通信網路300經由耦合至控制器212之通信系統222而自一遠端伺服器接收用於一任務之操作指令。例如，可自控制塔伺服器302、船伺服器304或任何其他計算系統(諸如一無人航空載具(UAV)或無人機、或經指派或經組態以有助於執行任務之另一航海機具108、400、700、800、900、1000之一控制器212)接收操作指令或可自一遠端資料庫(圖中未展示)擷取操作指令。
在一些實施例中，用於一任務之操作指令可經預先組態及/或可儲存或預先程式化於記憶體216中或源自儲存於記憶體216中之資訊。例如，記憶體216可包括操作指令，其包含用於(若干)推進裝置204及/或(若干)耦合器206之操作指令，該等操作指令考量該等操作指令可 取決於其之一系列因數，諸如上文所討論之因數。
在一些實施例中，可自源自定位系統226、(若干)感測器228及/或感測器221之資訊判定操作指令。例如，源自定位系統226、(若干)感測器228及/或感測器221之資訊可由控制器212用於判定操作指令。在一些實施例中，源自定位系統226、(若干)感測器228及/或感測器221之資訊可被週期性地或連續地(或足夠規律以實現有效連續)傳輸至控制塔伺服器302及/或船伺服器304，且可由控制塔伺服器302及/或船伺服器304用於修改、更新或產生用於傳輸至航海機具108、400、700、800、900、1000之控制器212的操作指令。
在一些實施例中，用於一任務之操作指令可包括：自控制塔伺服器302、船伺服器304及/或任何其他計算系統(諸如經指派或經組態以有助於執行該任務之另一航海機具108、400、700、800、900、1000之一控制器212)接收之操作指令；儲存於記憶體216中或源自儲存於記憶體216中之資訊的操作指令；及/或自源自定位系統226、(若干)感測器228及/或感測器221之資訊判定之操作指令。
操作指令可包括或依靠靜態資訊及/或動態資訊。例如，在操作指令包括或依靠動態資訊之情況中，可在航海機具已經指派或經組態以執行任務之時期期間更新操作指令。
在1415中，處理器214可執行控制模組218之程式碼以引起控制器212啟動(若干)推進裝置204且推進航海機具108、400、700、800、900、1000。控制器可採用操作指令及源自感測器228、定位系統226及/或通信系統222之資訊來將航海機具108、400、700、800、900、1000導引至船106。
在一些實施例中，控制器212可經由通信系統222而與經指派或經組態以有助於執行任務之其他航海機具108、400、700、800、900、1000之控制器212通信以相對於其他航海機具108、400、700、 800、900、1000而有效地查找或定位船106周圍之航海機具108、400、700、800、900、1000。
在1420中，處理器214可執行控制模組218之程式碼以引起控制器212將航海機具108、400、700、800、900、1000自撤回狀態轉變或重新組態至操作狀態。例如，處理器214可執行控制模組218之程式碼以引起控制器212延伸(若干)推進裝置之臂部件410及(若干)耦合器臂部件414，使得航海機具108、400、700、800、900、1000呈現操作狀態，如上文參考圖4A、圖4B及圖4C所討論。
在1425中，處理器214可執行控制模組218之程式碼以引起控制器212啟動待耦合至船106之(若干)耦合器206。在一些實施例中，控制器212可經由通信系統222而與經指派或經組態以有助於執行任務之其他航海機具108、400、700、800、900、1000之控制器212通信以相對於其他航海機具108、400、700、800、900、1000之(若干)耦合器206而有效地或適當地查找或定位(若干)耦合器206。
在1430中，處理器214可執行控制模組218之程式碼以引起控制器212控制(若干)推進裝置204及/或(若干)耦合器206執行任務。例如，若任務涉及將船106操縱至一特定位置，則控制器212可引起(若干)推進裝置204經定位及經啟動使得該等推進裝置根據需要操作以將航海機具及該航海機具耦合至其之船106推進至該位置，如圖6B中所繪示。
在1435中，一旦已執行任務及/或航海機具將與船解耦合，則處理器214可執行控制模組218之程式碼以引起控制器212使(若干)耦合器206與船106解耦合或自船106拆離。在一些實施例中，控制器212可將指示已完成操作之一信號傳輸至船伺服器304及/或控制塔伺服器302。
在1440中，處理器214可執行控制模組218之程式碼以引起控制 器212將航海機具108、400、700、800、900、1000自操作狀態轉變或重新組態至撤回狀態。例如，處理器214可執行控制模組218之程式碼以引起控制器212使(若干)推進裝置之臂部件410及(若干)耦合器臂部件414撤回，使得航海機具108、400、700、800、900、1000呈現撤回狀態，如上文參考圖5A及圖5B所討論。
在1445中，處理器214可執行控制模組218之程式碼以引起控制器212啟動(若干)推進裝置204以自船106推進航海機具108、400、700、800、900、1000。控制器212可採用操作指令及源自感測器228、定位系統226及/或通信系統222之資訊來自船106導引航海機具108、400、700、800、900、1000且(例如)朝向停泊站110。
在一些實施例中，可依不同於圖14中描繪之順序的一順序進行方法1400之步驟1405至步驟1445，此外，可無需所有步驟來執行方法。
圖15係根據一些實施例描繪操作航海機具108、400、700、800、900、1000之一方法1500的一流程圖。方法1500可由塔伺服器302執行。例如，儲存於記憶體310上之程式碼可在由處理器308執行時引起控制塔伺服器302實施操作複數個航海機具108、400、700、800、900、1000之方法1500。
在1505中，伺服器302可判定一船106需要援助。
在一些實施例中，伺服器302可通過通信網路300而自需要援助之一船之一船伺服器304接收一請求，或伺服器302可通過通信網路300而自識別需要援助之一船的一航海機具108、400、700、800、900、1000之控制器212接收一信號或訊息。該請求或訊息可包含援助船106所需之一任務及/或船106之一位置的一指示。在一些實施例中，伺服器302自一使用者經由使用者介面312而接收之資訊或自連接至控制塔102之通信系統306或與控制塔102之通信系統306通信之其他 監測系統接收之資訊判定一船106需要援助、援助船106所需之一任務及/或船之一位置。
在1505中，伺服器302可招募或分配至少一航海機具108、400、700、800、900、1000來執行援助船106之任務或操作。在一些實施例中，所招募之至少一航海機具形成用於執行任務之一船隊或群集。
在1510中，伺服器302可判定使各航海機具108、400、700、800、900、1000援助船106之操作指令。該等操作指令可包括用於(若干)推進裝置204及(若干)耦合器206之操作指令，如上文結合方法1400所討論。
操作指令可取決於上文相對於方法1400所識別之操作因數。例如，用於航海機具108、400、700、800、900、1000之各者之操作指令可取決於船隊中之航海機具108、400、700、800、900、1000之數目及航海機具彼此及與船106之接近度。
伺服器302可判定用於船隊中之航海機具108、400、700、800、900、1000之各者的特定操作指令。伺服器302可判定待採取或呈現以援助船106之航海機具108、400、700、800、900、1000之船隊之一形成或配置且可對各航海機具108、400、700、800、900、1000指派特定操作指令以達成該形成。
在一些實施例中，伺服器302可自船伺服器304及/或航海機具108、400、700、800、900、1000之控制器212接收資訊且可採用該資訊來判定用於航海機具108、400、700、800、900、1000之各者的操作指令。
在1515中，伺服器302可將操作指令傳輸至航海機具108、400、700、800、900、1000之控制器212。
在1520中，伺服器302可監測航海機具108、400、700、800、900、1000之操作以判定是否已完成操作。例如，判定是否已完成操 作可包含判定：航海機具耦合至船，操作執行，及/或使航海機具與船解耦合。
例如，在一些實施例中，一旦航海機具108、400、700、800、900、1000耦合至船106，已執行操作，及/或已使耦合至船106之航海機具108、400、700、800、900、1000與船解耦合，則伺服器304及/或航海機具108、400、700、800、900、1000之至少一控制器212可將一信號發送至伺服器302以指示已成功達成耦合、操作及/或解耦合。在其他實施例中，伺服器302可自接收自船伺服器304及/或控制器212之資訊或自透過使用者介面312而接收之一使用者輸入判定已成功達成耦合、操作及/或解耦合。
若尚未完成操作，則在1525中，伺服器302可判定是否已自船伺服器304、及/或控制器212及/或任何其他源(例如，自一無人機或一使用者之使用者介面312處)接收資訊且可判定是否應基於該資訊而產生或更新操作指令。
若接收資訊且將產生或更新操作指令，則伺服器302可在1530中產生或更新操作指令且在1515中將所產生或所更新之操作指令傳輸至相關航海機具之控制器212。
例如，當航海機具108、400、700、800、900、1000之船隊朝向船106移動時，伺服器302可自船106接收更新之位置及速度資訊且更新一預測攔截位置。更新之攔截位置可用於產生或修改用於傳輸至航海機具108、400、700、800、900、1000之至少部分之控制器212的操作指令，使得該等操作指令可相應地校正該等航海機具之航線。類似地，一旦航海機具已到達船106之位置，則伺服器302可自船106及/或控制器212接收關於(若干)耦合器206之位置及定位的回饋資訊且可基於該回饋資訊而更新耦合器206及/或推進裝置204之操作指令以協助耦合操作。
在1535中，處理器308可執行記憶體310之程式碼以引起控制塔伺服器302指示或指導航海機具108、400、700、800、900、1000之(若干)控制器212自船106行進且(例如)返回至停泊站110。例如，源自經由使用者介面312之使用者的資訊、源自航海機具108、400、700、800、900、1000之感測器228及/或定位系統226的資訊、及/或由船伺服器304經由控制塔通信系統306而接收之資訊可由控制塔伺服器302用於產生用於傳輸至航海機具108、400、700、800、900、1000之指令以遠端控制航海機具108、400、700、800、900、1000或自船106導引航海機具108、400、700、800、900、1000且(例如)朝向停泊站110。
在一些實施例中，可依不同於圖15中所描繪之順序的一順序進行方法1500之步驟1505至步驟1535，此外，可無需所有步驟來執行方法。
在一些實施例中，方法1500可由船伺服器304執行。例如，儲存於記憶體318上之程式碼可在由處理器316執行時引起船伺服器304實施操作複數個航海機具108、400、700、800、900、1000之方法1500。
在一些實施例中，方法1500可由控制塔伺服器302及船伺服器304協作地執行。例如，當執行任務或操作(諸如在執行任務時控制(若干)耦合器206之耦合及解耦合及(若干)推進裝置204之操作)時，控制塔伺服器302可遠端控制航海機具108、400、700、800、900、1000至及來自船106之調度且船伺服器304可遠端控制航海機具108、400、700、800、900、1000之操作。在此一實施例中，控制塔伺服器302或船伺服器304可遠端控制航海機具自撤回狀態至操作狀態之變換。
202‧‧‧底盤/框架結構
204‧‧‧推進裝置/推進驅動器
206‧‧‧耦合器
208‧‧‧電源
210‧‧‧能量儲存裝置/能量/燃料供應器
224‧‧‧天線
400‧‧‧航海機具
402‧‧‧本體部分
404‧‧‧第一端部分/端
406‧‧‧第二端部分/端
408‧‧‧第一側
410‧‧‧臂部件
414‧‧‧耦合器臂部件
416‧‧‧附接部件/附接墊

Claims (64)

  1. 一種用於表面層操作之航海機具，其包括：一本體；至少一推進驅動器，其耦合至該本體；一控制器，其由該本體承載且經組態以控制該至少一推進驅動器之操作；一無線收發器，其可通信地耦合至該控制器以促進該控制器與一遠端計算裝置之間的無線通信；及至少一耦合器，其用於將該機具可移除地耦合至一船；其中該航海機具經組態用於無人表面層操作以在該控制器之控制下耦合至該船及與該船解耦合。
  2. 如請求項1之機具，其中該航海機具經組態用於無人表面層操作以在該遠端計算裝置之控制下耦合至該船及與該船解耦合。
  3. 如請求項1或2之機具，其中該至少一推進驅動器包括複數個推進驅動器。
  4. 如請求項1或2之機具，其中該複數個推進驅動器包括四個推進驅動器。
  5. 如請求項1或2之機具，其中該至少一推進驅動器包括至少一方位推力器。
  6. 如請求項1或2之機具，其中該至少一耦合器包括至少一磁性耦合機構。
  7. 如請求項6之機具，其中該至少一磁性耦合機構包括複數個稀土磁體。
  8. 如請求項1或2之機具，其中該至少一耦合器包括一解耦合機構以引起該至少一磁性耦合機制自該船釋放。
  9. 如請求項8之機具，其中該至少一解耦合機構包括一氣動撤回器。
  10. 如請求項1或2之機具，其中該至少一耦合器包括至少一吸力耦合機構。
  11. 如請求項1或2之機具，其中該至少一耦合器包括至少一可移動臂以定位該至少一耦合機構。
  12. 如請求項1或2之機具，其中該本體不具有甲板結構來容納一乘客。
  13. 如請求項1或2之機具，其進一步包括用於供電給該至少一推進驅動器之至少一電源。
  14. 如請求項1或2之機具，其中該機具具有由另一載具承載之一尺寸及重量。
  15. 如請求項1或2之機具，其中該載具係一船舶或一飛機。
  16. 如請求項1或2之機具，其中該耦合機構能夠將該機具可移除地耦合至一航海船之一船身。
  17. 如請求項1或2之機具，其中該控制器包括用於儲存用於該航海機具之操作指令的一記憶體。
  18. 如請求項17之機具，其中該等操作指令包括推進驅動器操作指令及耦合機構指令之至少一者。
  19. 如請求項1或2之機具，其中該記憶體包含一控制模組，該控制模組包括程式碼，當由該控制器之一處理器執行該程式碼時，該程式碼經組態以引起該控制器控制該至少一推進驅動器之操作。
  20. 如請求項1或2之機具，其中該記憶體包含一控制模組，該控制模組包括程式碼，當由該控制器之一處理器執行該程式碼時，該程式碼經組態以引起該控制器控制該至少一耦合機構之操 作。
  21. 如請求項1或2之機具，其中該控制器經組態以基於自該遠端計算裝置接收之資料而控制該至少一耦合機構之操作。
  22. 如請求項1或2之機具，其中自該遠端計算裝置接收之該資料包括操作指令、船資料及天氣資料之至少一者。
  23. 如請求項1或2之機具，其中該機具進一步包括至少一感測器裝置，該控制器耦合至該至少一感測器裝置以自該至少一感測器裝置接收感測器資料。
  24. 如請求項23之機具，其中該感測器資料包括指示該機具及/或該至少一耦合器相對於該船之一位置的定位資訊。
  25. 如請求項23之機具，其中該感測器資料包括波浪及水流、潮差及潮流、當前流速、風向資料、溫度資料及水深之一或多者。
  26. 如請求項23之機具，其中該感測器資料包括與海床之地形有關之資料。
  27. 如請求項23之機具，其中該感測器包括至少一定向感測器、一運動感測器、一近接感測器及一攝像機。
  28. 如請求項23之機具，其中該控制器經組態以基於該感測器資料而更新操作指令。
  29. 如請求項23之機具，其中該控制器經組態以將感測器資料傳輸至該遠端計算裝置。
  30. 如請求項29之機具，其中該控制器經組態以基於該感測器資料而自該遠端計算裝置接收更新之操作指令。
  31. 如請求項1或2之機具，其中該機具進一步包括一定位系統以判定該機具相對於該船之一位置，其中該定位系統耦合至該控制器且將位置資料提供至該控制器。
  32. 如請求項1或2之機具，其中該遠端計算裝置係另一航海機具之 一控制器、一控制塔伺服器、由該船承載之一伺服器、及一手持式計算裝置之至少一者。
  33. 一種系統，其包括：如請求項1至32中任一項之航海機具；及該遠端計算裝置。
  34. 如請求項33之系統，其包括複數個該等航海機具，該等航海機具之各者與該遠端計算裝置通信且由該遠端計算裝置控制。
  35. 一種控制一航海機具執行一無人表面層操作之電腦實施方法，該方法可由該航海機具之一控制器操作，該方法包括：判定將由該機具執行一任務以援助一船，該任務包含識別該船之一位置；判定用於該機具之操作指令，其中該等操作指令包括用於該航海機具之至少一推進驅動器及用於該航海機具之至少一耦合機構的操作指令；根據該等操作指令而啟動該至少一推進驅動器以驅動該航海機具朝向該船之該位置；根據該等操作指令而將該至少一耦合器耦合至該船；執行該任務；及根據該等操作指令而使該至少一耦合機構與該船解耦合。
  36. 如請求項35之方法，其中判定將執行一任務進一步包括：通過一無線通信網路而自至少一遠端計算裝置接收援助該船之一請求，其中該請求包括用於該船之位置識別符。
  37. 如請求項35之方法，其中判定將執行一任務進一步包括：由耦合至該控制器之一感測器裝置偵測到該船在一預定義區內。
  38. 如請求項35至37中任一項之方法，其中判定操作指令包括：通過一無線通信網路而自至少一遠端計算裝置接收資料，其中該 等操作指令係基於該資料。
  39. 如請求項35至37中任一項之方法，其中判定操作指令包括：自該控制器之一記憶體擷取資料。
  40. 如請求項35至37中任一項之方法，其中啟動該至少一推進驅動器包括：該控制器之一處理器執行與用於該至少一推進驅動器之該等操作指令相關聯之程式碼以引起該控制器控制電力自一電源至該至少一推進驅動器之一供應。
  41. 如請求項35至37中任一項之方法，其中將該至少一耦合器耦合至該船包括：該控制器之一處理器執行與用於該至少一耦合器之該等操作指令相關聯之程式碼以引起該控制器部署該至少一耦合器。
  42. 如請求項35至37中任一項之方法，其中將該至少一耦合器耦合至該船包括：該控制器執行與用於該至少一耦合器之該等操作指令相關聯之程式碼以引起該控制器啟動待耦合至該船之該至少一耦合器。
  43. 如請求項35至37中任一項之方法，其中使該至少一耦合器與該船解耦合包括：該控制器執行與用於該至少一耦合器之該等操作指令相關聯之程式碼以引起該控制器停用該至少一耦合器以使該機具與該船解耦合。
  44. 如請求項35至37中任一項之方法，其中該方法進一步包括：通過一無線通信網路而自該遠端計算裝置接收資料；及基於該接收資料而更新該等操作指令。
  45. 如請求項35至37中任一項之方法，其進一步包括：自設置於該航海機具上之一感測器裝置接收包括定位資訊之感測器資料。
  46. 如請求項45之方法，其中該定位資訊指示該機具及/或該至少一耦合器相對於該船之一位置。
  47. 如請求項45之方法，其進一步包括：自設置於該航海機具上之一感測器裝置接收感測器資料，該感測器資料包括波浪及水流、潮差及潮流、當前流速、風向資料、溫度資料及水深之一或多者。
  48. 如請求項45之方法，其進一步包括：自設置於該航海機具上之一感測器裝置接收感測器資料，該感測器資料包括與海床之地形有關之資料。
  49. 如請求項45之方法，其進一步包括：基於該感測器資料而更新該等操作指令。
  50. 如請求項45之方法，其進一步包括：將該感測器資料傳輸至該遠端計算裝置；及經由該通信網路而自該遠端計算裝置接收基於該感測器資料而更新之操作指令。
  51. 如請求項35至37中任一項之方法，其進一步包括：與經指派以執行該任務之一群組之其他航海機具協作，該任務包含自至少一其他航海機具之一控制器接收資料及基於該資料而更新該等操作指令。
  52. 如請求項35至37中任一項之方法，其進一步包括：與經指派以執行該任務之一群組之其他航海機具協作，該任務包含將感測器資料傳輸至至少一其他航海機具之一控制器。
  53. 一種控制一航海機具執行一無人表面層操作之電腦實施方法，該方法可由該航海機具遠端處之一計算裝置操作，該方法包括：通過一無線通信網路而將一請求傳輸至至少一航海機具之一控制器以執行一任務，該請求包含識別與該任務相關聯之一船；判定用於該至少一航海機具之操作指令； 將操作指令傳輸至該至少一航海機具之該控制器以引起該航海機具執行該任務；及監測該至少一航海機具之操作，直至完成該任務。
  54. 如請求項53之方法，其進一步包括：通過該無線通信網路而自該船之一伺服器接收一援助請求。
  55. 如請求項53或54之方法，其中判定操作指令包括：判定用於至少一推進驅動器及至少一耦合器之至少一者的操作指令。
  56. 如請求項53或54之方法，其進一步包括：指派作為一群組之至少兩個航海機具來執行該任務。
  57. 如請求項56之方法，其中判定操作指令包括：判定該群組之該等航海機具之一形成；及組態專用於該等航海機具之各者的操作指令以在耦合至該船時達成該形成。
  58. 如請求項53或54之方法，其中監測該至少一航海機具之操作包括：自該至少一航海機具之該控制器及該船之一伺服器的至少一者接收已完成該任務之一指示。
  59. 如請求項53或54之方法，其進一步包括：自該至少一航海機具之該控制器及該船之一伺服器的該至少一者接收資料。
  60. 如請求項59之方法，其進一步包括：基於該接收資料而更新該等操作指令；及將該等更新之操作指令傳輸至該至少一航海機具之至少一者。
  61. 如請求項53或54之方法，其進一步包括：將指令傳輸至該至少一航海機具之該控制器以引起該航海機具脫離該船。
  62. 一種電腦程式產品，其包括使用電腦可執行指令來編碼之一電腦可讀媒體，當在一電腦系統中執行該等電腦可執行指令時，該等電腦可執行指令有效地引起該電腦系統實施如請求項35至61中任一項之方法。
  63. 如請求項62之電腦可讀媒體，其中該電腦可讀媒體係一非暫時性電腦可讀媒體。
  64. 一種系統，其經組態以執行如請求項35至61中任一項之方法。
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