É bem possível com o hardware. Você tem um total de 54 pinos acessíveis, dos quais 14 são saídas PWM para seus motores e 16 são pinos conversores analógico-digitais (se seus sensores produzem uma tensão CC), portanto você não deve se preocupar com um multiplexador de hardware. Além disso, muitos sensores usam barramentos de comunicação que minimizam o número de pinos adicionais necessários para cada dispositivo, como SPI ou I2C. Não prevejo que você terá problemas para ficar sem IO.
Eu prevejo que você terá mais problemas com a 'multiplexação' do seu processador, não de suas entradas. Quando você está tentando alternar entre 6 motores e alguns sensores, pode ficar bastante ocupado tentando manter tudo funcionando. Não estou familiarizado o suficiente com o Arduino e seus esboços para saber se ele é capaz de fazer isso imediatamente, e também depende de quanto processamento você está fazendo (GPS? Ponto flutuante? Integrando a posição de um acelerômetro?) mas direi que seu código provavelmente precisa ser muito melhor do que um ciclo de pesquisa ingênuo.
Finalmente, o que você quer dizer com "amarrar"? Se é apenas uma fonte de energia para o ROV, isso é bastante simples, mas é necessário pensar mais se você tiver um barramento de comunicação de 150m. Não acho que o Arduino tenha um barramento CAN ou qualquer coisa projetada para fazer comunicação de 150m. Você não pode simplesmente conectar um cabo USB ao Arduino nessas distâncias, mas sabia que ...