Ядерные электростанции могут быть выведены из эксплуатации с помощью автономных роботов

Кредит: Университет Глазго

Инженеры из Университета Глазго, Университет Манчестера, Лаборатории робототехники Бристоля и Университета Хериот-Ватт находятся за развитием системы Smurf, которая является короткой для симбиотического мульти-роботового флота.

Система предоставляет беспроблемный метод, позволяющий роботам для колесных, четвероногих и воздушных роботов сотрудничать и выполнять задачи, которые могут быть трудными или вредными для людей, чтобы самостоятельно выполнять.

Вместо этого один человек -руководитель может удаленно наблюдать за действиями роботов, поскольку они делятся данными датчиков между собой, объединяя свои способности для достижения результатов далеко за пределы охвата одной машины.

Smurfs могут предложить властям, регуляторам и промышленности более безопасный, более быстрый метод мониторинга ядерных объектов, а также открыть новые возможности для обслуживания инженерной инфраструктуры в сложных условиях, таких как морские ветровые платформы.

В новой статье под названием «Извлеченные уроки: симбиотическая автономная экосистема роботов для ядерных среда», опубликованная в журнале IET Cyber-Systems and Robotics, исследователи описывают, как они развернули Smurf в практической демонстрации в сотрудничестве с робототехникой и искусственным интеллектом (Райко) учреждение в Камбрии.

Raico - это сотрудничество между Управлением по атомной энергетике Великобритании (UKAEA), Управлением по эксплуатации ядерного вывода (NDA), Sellafield Ltd и Университетом Манчестера.

Во время демонстрации Smurf успешно завершил инспекционную миссию в моделируемом радиоактивном хранилище, содержащем некоторые из проблем, обнаруженных в средах из эксплуатации в реальной ядерной энергетике.

Способность роботов сотрудничать является результатом сложной компьютерной системы, разработанной исследователями, которую они называют кибер -физической системой или CPS.

CPS способен общаться с до 1600 датчиков, роботов и другими цифровыми и физическими активами вблизи в режиме реального времени.Это также позволяет роботам с очень разными способностями и операционными системами работать вместе и, что наиболее важно, обновлять оператора человека.

Данные, собранные и обработанные CPS, позволяют создавать трехмерный цифровой близнец реального пространства.Это позволяет Smurf перемещаться по пространству и выполнять задачи с минимальным надзором, предоставляя человеческим операторам множество данных с помощью специально разработанной цифровой панели инструментов, чтобы помочь Smurf принимать обоснованные решения, если это необходимо.Человеческие операторы также могут прямо контролировать роботов, если им это нужно.

Объединение способностей роботов позволило им выполнить серию задач, часто применяемых к радиационному мониторинге вокруг ядерных сайтов, известных как пост-операционная очистка.

Роботы сотрудничали для картирования окружающей среды, создав трехмерного цифрового близнеца пространства, используя свои бортовые датчики, что поддерживалось дальнейшим отображением от воздушного беспилотника, пилотируемого оператором человека.

Spot Spot Spot Spot Spot для более тесных сканирований с использованием гибкого рука, в то время как Robots Robots Scout и Carma отображают уровни радиации в среде тестирования.Робот Carma успешно обнаружил имитированный разлив радиоактивной жидкости под стволом отходов, что может помочь обеспечить надлежащую сдерживание и очистку в реальной среде.

Даниэль Митчелл из Инженерной школы Джеймса Ватта Университета Глазго является соответствующим автором газеты.Недавно он был назван институтом инженерной и технологической звезды 2023 года в знак признания воздействия его исследований.

Он сказал: «Роботы, которые мы запрограммировали и разработали в этом прототипе, у каждого из которых есть свои уникальные способности и ограничения, а также свои собственные операционные системы.

«Во время развертывания Smurf в Raico мы смогли показать, насколько хорошо роботы могут работать вместе и как созданный цифровой близнец может обеспечить замечательное ситуационное осознание для операторов -человека.

«Это может сделать их идеально подходящими для проблем работы в потенциально опасной среде, таких как ядерная проверка и вывод из эксплуатации.

«Люди все еще будут обязаны контролировать и направлять флот роботов, но их высокий уровень автономии может помочь обеспечить безопасность людей, позволяя им взаимодействовать с роботами из своих столов, а не посещать рабочие сайты».

Дэвид Флинн, профессор кибер-физических систем в Университете Глазго, является соавтором статьи.Профессор Флинн добавил: «Эти виды автономных роботизированных флотов имеют большой потенциал, чтобы выполнить широкий спектр опасных, грязных, скучных, отдаленных и дорогих рабочих мест.

«В дополнение к работе в ядерном секторе, в таких секторах есть огромный потенциал, в таких секторах, где Smurfs могут выполнять многие рутинные задачи проверки и ремонта. В настоящее время эти задачи стоят дорого, потому что они часто требуют, процесс, который может быть затруднена плохой погодой.

«Тем не менее, они критически важны для предотвращения простоя и обеспечения постоянного потока власти в сетку. Наличие экипажа робота на постоянном месте для выполнения этих рутинных задач максимизирует потенциал всех видов платформ возобновляемых энергии.

«Следующим шагом для нашего исследования является интеграция более широкого спектра роботов в нашем флоте, с еще более разнообразными способностями ощущать свое окружение, проходить через них по -новому и манипулировать объектами».

Доктор Пол Баникед из Университета Манчестера сказал: «Цифровая архитектура была вдохновлена системой управления автопарком, как видно из стратегических видеоигр, которые изображают отдельных членов Smurf, работающих одновременно в цифровой среде. Это позволяет человеческому оператору.Чтобы сосредоточить свое внимание на одном интерфейсе, обеспечивая лучшее понимание поставленной задачи ».

Больше информации: Даниэль Митчелл и др.doi.org/10.1049/csy2.12103