SMURFs יכולים לעזור להפוך את עבודת הפירוק הגרעיני לבטוחה יותר | Envirotec

SMURFs יכולים לעזור להפוך את עבודת הפירוק הגרעיני לבטוחה יותר | Envirotec

חותמת זמן: 18 בדצמבר, 2023 8:52
צומת המקור: 2410087

תחנות כוח גרעיניות יכולות להיות מושבתות בעתיד בעזרת צוותים של רובוטים אוטונומיים הידועים כ-SMuRFs, כך הציעו מדענים.

מהנדסים מאוניברסיטת גלזגו, אוניברסיטת מנצ'סטר, מעבדת רובוטיקה בריסטול ואוניברסיטת Heriot-Watt עומדים מאחורי הפיתוח של מערכת ה-SMuRF, שהיא קיצור של צי הסימביוטי רב רובוטים.

המערכת מספקת שיטה חלקה המאפשרת לרובוטים עם גלגלים, ארבע רגליים ומוטסים לשתף פעולה ולהשלים משימות שעלולות להיות קשות או מזיקות לבני אדם לבצע בעצמם.

במקום זאת, מפקח אנושי יחיד יכול לצפות מרחוק בפעולות הרובוטים כשהם חולקים ביניהם נתוני חיישנים, תוך שילוב היכולות שלהם להשיג תוצאות הרבה מעבר להישג ידה של מכונה אחת.

SmuRFs יכולים להציע לרשויות, לרגולטורים ולתעשייה שיטה בטוחה ומהירה יותר לניטור מתקנים גרעיניים, כמו גם לפתוח הזדמנויות חדשות לתחזוקה של תשתית הנדסית בסביבות מאתגרות כמו פלטפורמות כוח רוח ימיות.

במאמר חדש שפורסם בכתב העת IET Cyber-Systems ורובוטיקה, החוקרים מתארים כיצד הם פרסו את ה-SMuRF בהדגמה מעשית במתקן רובוטיקה ואינטליגנציה מלאכותית (RAICo) בקומבריה.

RAICo הוא שיתוף פעולה בין הרשות הבריטית לאנרגיה אטומית (UKAEA), הרשות לפירוק גרעיני (NDA), Sellafield Ltd ואוניברסיטת מנצ'סטר.

במהלך ההדגמה, ה-SMuRF השלים בהצלחה משימת בדיקה במתקן אחסון רדיואקטיבי מדומה המכיל כמה מהאתגרים שנמצאו בסביבות של פירוק כוח גרעיני אמיתי.

היכולת של הרובוטים לשתף פעולה היא תוצאה של מערכת מחשבים מתוחכמת שפותחה על ידי החוקרים, אותה הם מכנים 'מערכת פיזית סייבר או CPS'.
ה-CPS מסוגל לתקשר עם עד 1,600 חיישנים, רובוטים ונכסים דיגיטליים ופיסיים אחרים כמעט בזמן אמת. זה גם מאפשר לרובוטים עם יכולות ומערכות הפעלה שונות מאוד לעבוד יחד ובעיקר, לעדכן את המפעיל האנושי.

הנתונים שנאספו ומעובדים על ידי ה-CPS מאפשרים יצירת תאום דיגיטלי תלת מימדי של מרחב אמיתי. זה מאפשר ל-SMuRF לנווט בחלל ולבצע משימות תוך פיקוח מינימלי, תוך שהוא מספק למפעילים אנושיים שפע של נתונים באמצעות לוח מחוונים דיגיטלי שתוכנן במיוחד כדי לעזור ל-SMuRF לקבל החלטות מושכלות במידת הצורך. מפעילים אנושיים יכולים גם לקחת שליטה ישירה על הרובוטים אם הם צריכים.

[תוכן מוטבע]

שילוב היכולות של הרובוטים איפשר להם להשלים סדרה של משימות המיושמות לעתים קרובות לניטור קרינה סביב אתרים גרעיניים הידועים כניקיון לאחר מבצע.

הרובוטים שיתפו פעולה כדי למפות את הסביבה, ויצרו תאום דיגיטלי תלת-ממדי של החלל באמצעות החיישנים המשולבים שלהם, שנתמך על ידי מיפוי נוסף ממזל"ט אווירי שהופעל על ידי מפעיל אנושי.

Spot של Boston Dynamics הביאה כלים לסריקה קרובה יותר באמצעות הזרוע הגמישה שלה, בעוד שרובוטים בעלי גלגלים Scout ו-CARMA מיפו את רמות הקרינה ברחבי סביבת הבדיקה. הרובוט CARMA זיהה בהצלחה דליפה מדומה של נוזל רדיואקטיבי מתחת לחבית פסולת, זיהוי שיכול לעזור להבטיח בלימה וניקוי נאותים בסביבה אמיתית.

דניאל מיטשל מבית הספר להנדסה ג'יימס וואט באוניברסיטת גלזגו הוא המחבר המקביל של המאמר. לאחרונה הוא נבחר ככוכב העולה 2023 של המוסד להנדסה וטכנולוגיה כהכרה בהשפעת המחקר שלו.

הוא אמר: "לרובוטים שתכנתנו ותכננו באב הטיפוס הזה של SMURF לכל אחד יש יכולות ומגבלות ייחודיות משלו, כמו גם מערכות הפעלה משלהם.

"במהלך פריסת ה-SMuRF ב-RAICo, הצלחנו להראות עד כמה הרובוטים יכולים לעבוד יחד וכיצד התאום הדיגיטלי שבנינו יכול לספק מודעות מצבית יוצאת דופן למפעילים אנושיים.

"זה יכול להפוך אותם למתאימים באופן אידיאלי לאתגרים של עבודה בסביבות שעלולות להיות מסוכנות כמו בדיקה גרעינית ופירוק.
"בני אדם עדיין יידרשו לפקח ולכוון את צי הרובוטים, אך רמת האוטונומיה הגבוהה שלהם יכולה לעזור לשמור על בטיחות האנשים בכך שתאפשר להם לקיים אינטראקציה עם הרובוטים משולחנותיהם במקום לבקר באתרי עבודה."

דיוויד פלין, פרופסור למערכות פיסיקליות בסייבר באוניברסיטת גלזגו, הוא מחבר שותף של המאמר. פרופסור פלין הוסיף: "לצי רובוטים אוטונומיים מסוג זה יש פוטנציאל רב לבצע מגוון רחב של עבודות מסוכנות, מלוכלכות, משעממות, רחוקות ויקרות.

"בנוסף לעבודה במגזר הגרעיני, ישנו פוטנציאל נוסף עצום במגזרים כמו ייצור חשמל ימי, שבהם SmuRFs יכולים להתמודד עם משימות בדיקות ותיקון שגרתיות רבות. נכון לעכשיו, המשימות הללו יקרות מכיוון שלעתים קרובות הן דורשות הוצאת צוות במסוק לאתרים מהחוף, תהליך שעלול להפריע למזג אוויר גרוע.

"עם זאת, הם חשובים ביותר למניעת השבתה ולהבטחת זרימה קבועה של חשמל לרשת. קיום צוות רובוט באופן קבוע באתר לביצוע משימות שגרתיות אלו, ימקסם את הפוטנציאל של כל מיני פלטפורמות אנרגיה מתחדשת.

"השלב הבא במחקר שלנו הוא לשלב מגוון רחב יותר של רובוטים בצי שלנו, עם יכולות מגוונות עוד יותר לחוש את הסביבה שלהם, לנוע דרכם בדרכים חדשות ולתפעל אובייקטים."

ד"ר פול באנקד מאוניברסיטת מנצ'סטר אמר: "הארכיטקטורה הדיגיטלית נוצרה בהשראת מערכת ניהול הצי, כפי שניתן לראות במשחקי וידאו אסטרטגיים, המתארים חברים בודדים של SMURF הפועלים בו זמנית בסביבת התאומים הדיגיטליים. זה מאפשר למפעיל האנושי למקד את תשומת הלב שלו בממשק יחיד, מה שמאפשר הבנה טובה יותר של המשימה שעל הפרק".

המאמר של הצוות, שכותרתו 'לקחים: מערכת אקולוגית רובוט אוטונומית סימביוטית לסביבות גרעיניות, מתפרסם ב- IET Cyber-Systems and Robotics. המחקר נתמך במימון ממועצת המחקר למדעי ההנדסה והפיזיקה (EPSRC).

בול זמן:

עוד מ Envirotec