Cum vor deveni roboții muncitori în oraș ca să repare drumuri și canalizări în locul nostru

Cum vor deveni roboții muncitori în oraș ca să repare drumuri și canalizări în locul nostru

Întreținerea și repararea țevilor de canalizare de sub orașe necesită multe săpături rutiere pe an, ceea ce determină închiderea drumurilor complet sau parțial. Aceste lucrări la infrastructura orașului sunt zgomotoase, murdare și provoacă multe inconveniente. De asemenea, costă și foarte mult.

Așadar, pentru a face acest proces mai facil, echipele de cercetare lucrează la o modalitate de a reduce timpul, haosul și banii care intră în întreținerea conductelor, prin dezvoltarea roboților de infrastructură.

În viitor, acești roboți vor lucra în jurul nostru și pe sub noi, ca să reparăm drumurile, să inspectăm conductele de apă și canalizare, să inspectăm podurile și să avem grijă de alte infrastructuri importante din orașele noastre. Aceștia vor putea merge în locuri dificil de accesat sau periculoase pentru oameni, cum ar fi conductele de canalizare pline cu gaze nocive.

Cum ar putea ajuta acești roboți la infrastructura orașelor

Astfel, se dezvoltă, conform site-ului oficial, mici roboți care să lucreze în rețele subterane de conducte, atât în ​​apă curată, cât și în canalizare. Aceștia le vor inspecta pentru scurgeri și blocaje, vor mapa unde sunt țevile și vor monitoriza starea lor. Dar ce se întâmplă atunci când roboții trebuie să meargă în locuri în care comunicațiile noastre wireless existente nu pot ajunge? Dacă nu putem comunica cu ei, nu putem rămâne în control.

Rețelele de conducte subterane sunt complexe, variate și greu de lucrat. Există multe dimensiuni diferite de țevi, realizate din materiale diferite, plasate la adâncimi diverse. Acestea sunt conectate, de asemenea, în multe configurații diferite.

Pipebots este un mare proiect finanțat de guvernul britanic care lucrează la roboți care vor ajuta la menținerea sistemului de conducte. Acești roboți vor avea diferite dimensiuni, în funcție de țevile în care trebuie să pătrundă. De exemplu, cei mai mici vor trebui să se încadreze într-un cub cu latura de 2,5 cm, în timp ce cei mai mari vor avea o lungime de până la 50 cm .

Acești roboți vor funcționa autonom, datorită gamei de senzori. Roboții vor folosi viziunea computerizată și o combinație între un accelerometru, un giroscop și un senzor de câmp magnetic pentru a detecta unde se află. Vor avea, de asemenea, senzori de distanță cu ultrasunete și infraroșu pentru a-i ajuta să navigheze prin conducte. În cele din urmă, vor avea și senzori acustici și cu ultrasunete pentru a detecta fisurile din conductele de apă, blocajele din conductele de canalizare și pentru a măsura starea generală a acestora.

Cea mai mare provocare: să îi facem să comunice între ei când lucrează

Informațiile colectate în acest mod vor fi transmise companiilor de apă responsabile de conducte. În prima instanță, roboții vor monitoriza conductele și vor apela la o echipă separată de reparații atunci când este necesar.

Una dintre cele mai mari provocări va fi să îi facem să comunice între ei prin conducte. Acest lucru necesită o rețea de comunicații wireless care poate funcționa într-o varietate de condiții, deoarece conductele pot fi goale, pline cu apă. Cele trei opțiuni principale care sunt explorate sunt undele radio, undele sonore și lumina.

Tehnologia de comunicații wireless care utilizează unde radio este peste tot în zilele noastre – WiFi, Bluetooth și, desigur, rețele de telefoane mobile precum 4G. Fiecare dintre acestea funcționează la o frecvență diferită și au lățimi de bandă diferite.

Din păcate, niciunul dintre aceste semnale nu poate trece prin sol și pământ. Cu toate acestea, dacă ar exista o stație de bază în tunel, aceasta ar permite undelor radio să se deplaseze pe lungimea sa.

Din fericire, conductele de canalizare seamănă foarte mult cu tunelurile la undele radio – cel puțin atunci când sunt relativ goale. Astel, se poate adapta o tehnologie similară cu WiFi și Bluetooth pentru a ne asigura că o canalizare are întotdeauna o conexiune la centrul de control.

Modalitățile prin care vor funcționa: sunet, unde radio, VLC

Apa blochează undele radio chiar mai mult decât solul și pământul. De fapt, la frecvențe suficient de mari, acționează ca o oglindă. Deci, pentru a păstra controlul asupra roboților din conductele de apă, trebuie să fie folosit atât sunetul, cât și lumina.

Metodele de comunicație wireless care utilizează sunetul și lumina nu sunt încă disponibile pe scară largă în comerț. Dar fac furori în comunitatea cercetătorilor.

O metodă, comunicația cu lumină vizibilă (VLC), utilizează emițătoare și receptoare, cum ar fi LED-urile, care sunt mici și eficiente din punct de vedere energetic și oferă, de asemenea, rate de date de ordinul a zeci de gigabiți pe secundă.

Cu toate acestea, deoarece lumina se deplasează în linie dreaptă, VLC poate fi utilizat numai atunci când roboții apropiați unii de alții trebuie să comunice. O soluție potențială este de a avea mulți roboți în aceeași conductă, formând un lanț de-a lungul căruia informațiile pot circula.

Sunetul, pe de altă parte, poate parcurge kilometri de-a lungul conductelor și va circula cu ușurință. Dezavantajul este că difuzoarele și microfoanele pot cere multă energie, iar sunetul nu oferă rate de date deosebit de mari. În loc de cele câteva miliarde de biți pe secundă care pot fi trimise folosind tehnologia 5G, undele sonore pot transporta doar câțiva biți pe secundă. Deși acest lucru va fi suficient pentru a ști dacă un anumit robot funcționează, nu va fi suficient pentru a transmite o mulțime de informații utile despre conducte.

Se preconizează că se va dezvolta un astfel de sistem Pipebots, demonstrat într-o rețea realistă, până în 2024.

Citește și: