Комплект автономных роботов, известных как SMuRFs (комплект симбиотических мультироботов), может помочь в будущем при выводе АЭС из эксплуатации, считают научные сотрудники из четырех британских университетов.
Инженеры из Университета Глазго, Манчестерского университета, Бристольской лаборатории робототехники и Университета Хериота-Ватта разработали систему, позволяющую колесным, четвероногим и воздушным роботам работать сообща и самостоятельно выполнять задачи, которые являются трудновыполнимыми для людей или могут причинить вред здоровью человека.
Используя такую систему, человек-оператор может удаленно наблюдать за действиями роботов, поскольку они обмениваются данными датчиков между собой, и объединять их способности для достижения результатов, намного превосходящих возможности единичного механизма.
Комплект SMuRFs может предложить более безопасный и быстрый метод мониторинга ядерных объектов, а также открыть новые возможности при обслуживании инженерной инфраструктуры в сложных условиях, таких как морские ветроэнергетические платформы.
В статье, опубликованной в журнале IET Cyber-Systems and Robotics, научные сотрудники описывают, как они развернули комплект SMuRFs на объекте Robotics and Artificial Intelligence Collaboration (RAICo) в Камбрии для практической демонстрации его возможностей. RAICo − это совместное предприятие, созданное в рамках сотрудничества между Управлением по атомной энергии Великобритании, Управлением по выводу из эксплуатации ядерных установок, компанией Sellafield Ltd и Манчестерским университетом.
Во время демонстрации комплект SMuRFs успешно завершил инспекционную миссию в имитационном хранилище радиоактивных отходов (РАО), где имели место некоторые проблемы, обнаруженные в реальных условиях вывода из эксплуатации объектов использования атомной энергии.
Способность роботов работать сообща является результатом сложной компьютерной системы, разработанной научными сотрудниками, которую они называют «кибер-физической системой» (CPS). Эта система способна обмениваться данными с 1 600 датчиками, роботами и прочими цифровыми и физическими объектами практически в режиме реального времени. Она также позволяет роботам с очень разными способностями и операционными системами работать сообща и, самое главное, передавать точные данные человеку-оператору.
Данные, собранные и обработанные системой CPS, позволяют создать трехмерную цифровую имитацию реального пространства. Она позволяет роботам SMuRFs осуществлять навигацию по этому пространству и выполнять задачи при минимальном контроле, предоставляя при этом людям-операторам множество данных через специально разработанную цифровую панель, чтобы, в случае необходимости, оказать помощь роботам SMuRFs в принятии взвешенных решений. Люди-операторы также могут осуществлять непосредственный контроль над роботами, если возникнет такая необходимость.
Объединенное использование способностей роботов позволило им выполнять ряд задач, часто применяемых в целях радиационного мониторинга ядерных объектов, в рамках, так называемой, постэксплуатационной очистки. Роботы работали сообща при картографировании окружающей среды, создавая трехмерную цифровую имитацию пространства с помощью бортовых датчиков, при дальнейшей поддержке картографирования с воздушного беспилотника, пилотируемого человеком-оператором.
«Каждый из роботов, которых мы запрограммировали и внедрили в этот прототип комплекта SMuRFs, имеет свои уникальные способности и ограничения, а также свои собственные операционные системы, − сообщил Дэниэл Митчелл из Инженерной школы Джеймса Уотта в Университете Глазго. – В ходе развертывания SMuRFs в RAICo мы смогли продемонстрировать, насколько хорошо роботы могут работать сообща, и как созданная нами цифровая имитация пространства может обеспечить отличную ситуационную осведомленность людей-операторов. Это может сделать их идеально подходящими для решения задач при работе в потенциально опасных средах, например, при проведении инспекций на ядерных объектах и при их выводе из эксплуатации. Люди по-прежнему должны будут обеспечивать контроль и управлять комплектом роботов, но их высокий уровень автономии может помочь обеспечить безопасность людей, позволяя им взаимодействовать с роботами со своих стационарных рабочих мест, вместо посещения мест проведения работ на площадке».
«Такие виды комплектов автономных роботов имеют большой потенциал для выполнения широкого спектра опасных, грязных, утомительных, удаленных и дорогостоящих работ, − добавил Дэвид Флинн, профессор кибер-физических систем в Университете Глазго. − Следующим шагом для наших исследований является внедрение более широкого спектра роботов в созданные нами комплекты с еще более разнообразными способностями ориентации в окружающем пространстве, с новыми способами перемещения в рабочей среде и возможностью выполнять манипуляции с объектами».