Похожие статьи
Под нашими улицами лежит лабиринт труб, трубопроводов для воды, канализации и газа. Регулярный осмотр этих труб на предмет утечек или ремонта обычно требует их выкапывания. Последнее не только обременительно и дорого — по оценкам, только в Великобритании ежегодные затраты составляют 5,5 миллиарда фунтов стерлингов, — но и приводит к нарушению дорожного движения и неудобствам для людей, живущих поблизости, не говоря уже о вреде для окружающей среды.
Теперь представьте себе робота, который может найти путь через самые узкие трубопроводы и передать изображение повреждений или препятствий человеку-оператору. Это больше не несбыточная мечта, как показывает новое исследование Frontiers в области робототехники и искусственного интеллекта, проведенное группой исследователей из Университета Лидса. Исследование опубликовано в журнале «Границы в робототехнике и ИИ».
«Здесь мы представляем Джоуи — нового миниатюрного робота — и показываем, что он может исследовать реальные трубопроводные сети совершенно самостоятельно, даже не нуждаясь в камере для навигации», — делится доктор Нетта Коэн, профессор Университета Лидса, автор исследования.
Джоуи — первый робот, способный самостоятельно ориентироваться в лабиринте из труб шириной всего 7,5 см. Весом всего 70 граммов, он достаточно мал, чтобы поместиться на ладони.
Данная работа является частью проекта Pipebots университетов Шеффилда, Бристоля, Бирмингема и Лидса в сотрудничестве с британскими коммунальными компаниями и другими международными академическими и промышленными партнерами.
Первый автор доктор Тхань Луан Нгуен, аспирант Университета Лидса, разработавший алгоритмы управления Джоуи (или «мозгом»), сказал: «Подземные водопроводные и канализационные сети — одни из наименее благоприятных сред не только для людей, но и для роботов. Спутниковая навигация под землей недоступна. А Джоуи — крошечные, поэтому им приходится работать с очень простыми двигателями, датчиками и компьютерами, которые занимают мало места, а маленькие батарейки должны работать достаточно долго».
Джоуи передвигается на 3D-печатных «колесах», которые катятся по прямой и преодолевают небольшие препятствия. Он оснащен рядом энергоэффективных датчиков, измеряющих расстояние до стен, перекрестков и углов, средствами навигации, микрофоном, камерой и «прожекторами» для фиксации дефектов в трубопроводной сети и сохранения изображений. Изготовление прототипа обошлось всего в 300 фунтов стерлингов.
Команда показала, что Джоуи смог найти дорогу без каких-либо указаний человека-оператора через экспериментальную сеть трубопроводов, которая включала Т-образный перекресток, левый и правый повороты, тупик, препятствие и три прямых участка. В среднем Джоуи смог исследовать около одного метра трубопроводной сети чуть более чем за 45 секунд.
Чтобы усложнить роботу жизнь, исследователи позаботились о том, чтобы он легко двигался вверх и вниз по наклонным трубам с реалистичным уклоном. А чтобы проверить способность Джоуи ориентироваться в грязных или скользких трубах, они также добавили в трубы песок и липкий гель (фактически жидкость для мытья посуды) — и снова успешно.
Важно отметить, что датчиков достаточно, чтобы Джоуи мог ориентироваться без необходимости включать камеру или использовать мощное компьютерное зрение. Это экономит энергию и продлевает срок службы батареи Джоуи. Всякий раз, когда батарея разряжается, Джоуи возвращается в исходную точку, чтобы «подпитаться» энергией.
Эксклюзивный перевод*
Фото: Т.Л. Нгуен, Блайт, Пикеринг, Барбер, Г.Х. Джексон-Миллс, Дж. Х. Бойл, Р. Ричардсон, М. Догар, Н. Коэн
О светлом будущем заботятся политики, о светлом прошлом – историки, о светлом настоящем – журналисты.
