Роботы готовятся войти в радиоактивные запретные зоны

Прочитано: 76 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 голосов, среднее: 5,00 из 5)
Loading ... Loading ...


Надежные, интеллектуальные роботы, которые реагируют на окружающую среду, разрабатываются для работы в ситуациях, которые слишком опасны для людей, таких как очистка европейских радиоактивных отходов, накопленных десятилетиями, или помощь во время ядерной аварии.

Когда японская ядерная катастрофа на Фукусиме произошла в 2011 году после разрушительного землетрясения и цунами, роботы, которые были развернуты для поддержки спасателей, были очень простыми и практически неэффективными, говорит эксперт по робототехнике профессор Свен Бенке из Боннского университета в Германии.

Роботы готовятся войти в радиоактивные запретные зоны

Вдохновленный этой проблемой, профессор Бенке и его команда разработали надежную систему реагирования на бедствия в рамках проекта под названием CENTAURO . Робот управляется человеком с безопасного расстояния , в то время как различные датчики позволяют ему воспринимать свою окружающую среду и передавать информацию обратно к своему оператору.

«Основной оператор управляет роботом через костюм телеприсутствия, который измеряет движения рук, запястий и пальцев оператора и передает их роботу», — сказал координатор проекта проф. Бенке. Он добавляет, что установленный на голове дисплей оператора позволяет им видеть в трехмерном пространстве то, что видит робот с его собственной точки зрения.

Названный Centauro, робот высотой 1,5 метра весит 93 килограмма, сделан из легких металлов, таких как алюминий, и имеет пластиковую оболочку с трехмерной печатью.

Робот Centaur (робот Кентавр)

«Робот имеет кентавровидную форму тела с четырьмя шарнирными ножками, оканчивающимися управляемыми колесами», — сказал профессор Бенке. Эти четыре ноги делают его более устойчивым, чем двуногие роботы. Поскольку он способен вращаться на бедре, колене и лодыжке, Centauro может принимать различные позы и перемещаться в сложных условиях.

Верхняя часть тела Centauro имеет две руки с многопальцевыми руками, которые позволяют ему поднимать предметы и манипулировать инструментами и дверьми. Несмотря на то, что робот работает на расстоянии, робот обладает некоторой степенью автономности. Например, если ему приказывают переместиться в определенные места или захватить объект, он спланирует и выполнит действие.


Роботы готовятся войти в радиоактивные запретные зоны

В прошлом году Centauro прошла испытания в реальных, сложных сценариях у немецкого поставщика ядерной катастрофы Kerntechnische Hilfsdienst GmbH. Он успешно поднимался по лестнице, разбирал обломки, преодолевал зазоры, отпирал дверь, приводил в действие клапаны и электроинструменты и многое другое, говорит профессор Бенке. «Система реагирования на стихийные бедствия CENTAURO обеспечила высокую степень гибкости, необходимую для реалистичных миссий», — сказал он.

Профессор Бенке надеется, что однажды технология может сыграть решающую роль в усилиях по оказанию помощи при бедствиях, хотя пока еще не готова к радиации. Тем не менее, исследователи из Университета Бирмингема, Великобритания, находятся в процессе разработки роботов, которые могут обрабатывать высокие уровни радиации для очистки ядерных отходов за последние полвека.

По всему Европейскому союзу более 90 ядерных реакторов были окончательно остановлены, а еще больше объектов планируется вывести из эксплуатации. В своем бюджете на 2021-2027 годы Европейская комиссия предложила выделить почти 1,2 млрд. Евро на ядерную безопасность.

Радиоактивные зоны на карте

«В Великобритании насчитывается почти пять миллионов тонн унаследованных ядерных отходов, и их очистка является самой большой и сложной задачей по восстановлению окружающей среды во всей Европе», — сказал эксперт по робототехнике профессор Рустам Столкин, который координирует проект RoMaNs .

Проф. Столкин и его коллеги разрабатывают автономные модели поведения роботов, чтобы они могли сортировать радиоактивные отходы в соответствии с различными уровнями загрязнения.

«Это может быть сделано только роботами, потому что эти отходы слишком радиоактивны, чтобы люди могли приближаться к ним, даже (когда) в защитных костюмах», — сказал профессор Столкин.

Роботы под контролем искусственного интеллекта

На сегодняшний день роботы, работающие в опасных средах, полностью контролируются человеком, но этот односторонний подход будет кропотливо медленным для захвата и перемещения огромного количества материалов непредсказуемой формы, размеров и консистенции, говорит профессор Столкин.

Чтобы преодолеть эту проблему, команда разработала автономного робота с визуальным контролем, который использует ИИ для помощи человеку-оператору.

Их партнер по проекту CEA, Французская комиссия по альтернативной энергии и атомной энергии, создал роботизированную руку, устойчивую к ядерным воздействиям, рукой и пальцами, которая управляется роботизированной перчаткой или тактильным экзоскелетом, который носит оператор.

«Это сейчас немного похоже на необычный джойстик», — объяснил профессор Столкин. «Поэтому, когда вы двигаете рукой и пальцами, ведомая рука в радиоактивной зоне двигает рукой и пальцами».

Система использует ИИ для автоматического видения, что позволяет роботу знать, как обнаруживать, распознавать и подбирать все виды объектов.

По словам профессора Столкина, операторы-люди делят управление роботизированной рукой с роботом посредством телеоперации и искусственного интеллекта. Например, оператор может перемещать руку, и робот автоматически контролирует ориентацию руки, чтобы облегчить захват, или робот, планирующий захватить объект, отображает свои намерения человеку для подтверждения.

«Робот (AI) выполняет всю тяжелую работу , но на определенном уровне человек все еще чувствует себя ответственным», — сказал он.

Роботы готовятся войти в радиоактивные запретные зоны

Такие системы обычно очень сложны в управлении, говорит профессор Столкин, однако их системы позволяют операторам просто щелкнуть мышью по объекту, к которому робот обращается и захватывает.

Когда манипулятор робота касается поверхности или захватывает объект, оператор ощущает контактные силы через роботизированную перчатку. Профессор Столкин говорит, что информирование удаленных операторов о ситуации, происходящей в запретной зоне, посредством виртуального осязания чрезвычайно полезно.

Чтобы перчатки работали, рука робота должна вести себя адаптивно, реагируя на окружающую среду, с которой они сталкиваются, говорит он. Чтобы достичь этого, команда CEA разработала адаптивные механизмы в суставах рычагов, которые механически движутся подобно пружинам и более устойчивы к радиации, чем чувствительные электронные детали.

Ближайшее будущее

Команда RoMaNs успешно протестировала руку робота с разработанной ими системой контроля искусственного интеллекта в радиоактивной среде в 2017 году в условиях полной ядерной безопасности и в соответствии с нормами национальной безопасности Великобритании на площадке в северной Англии, управляемой Национальной ядерной лабораторией. Это был первый случай, когда робот, управляемый ИИ, был развернут в реальной радиоактивной среде.

Профессор Столкин ранее предполагал, что может потребоваться, по крайней мере, еще одно десятилетие, чтобы перенести эти технологии в атомную отрасль, но говорит, что уже планы по их внедрению на площадках снятия с эксплуатации в ближайшем будущем.

«Когда мы предложили это, идею роботов, управляемых ИИ, эта индустрия считала абсурдом», — сказал он.

 



Новости партнеров

Загрузка...