Миниатюрный робот по имени Джоуи обладает возможностью автономного перемещения внутри системы трубопроводов, успешно адаптируясь к различным условиям и обходя преграды. Благодаря комплексу сенсоров и применению технологий искусственного интеллекта он оптимизирует потребление энергии, находя оптимальный маршрут в сложной сети труб, а встроенные камеры и осветительные приборы позволяют фиксировать дефекты трубопровода посредством фотографий.

Под землей практически каждого населенного пункта раскинулись разветвленные системы водопроводных магистралей, канализационных коллекторов и газопроводов. Периодический контроль состояния этих труб на предмет утечек и проведение ремонтных работ зачастую связаны с необходимостью их извлечения из грунта, что влечет за собой значительные финансовые затраты, а также создает пробки на дорогах и причиняет дискомфорт городскому населению.

Для преодоления этой трудности исследователи из Университета Лидса (Великобритания) создали робототехническое устройство, способное самостоятельно перемещаться по самым узким участкам трубопроводных сетей и получать визуальную информацию о повреждениях и засорах. Подробная информация о процессе создания. опубликовано в журнале Frontiers in Robotics and AI.

Подземные коммуникации характеризуются крайне неблагоприятными условиями для функционирования роботов: использование спутниковой навигационной системы там невозможно. В связи с необходимостью проникновения в трубы небольшого диаметра, габариты устройств должны быть минимальными, что требует применения упрощенных двигателей, сенсоров и вычислительных систем, а также компактных аккумуляторных батарей.

Малый робот под названием «Джоуи» имеет массу всего в семьдесят граммов, способен автономно обследовать внутренние коммуникации труб и не требует систем навигации. Передвижение осуществляется при помощи специально изготовленных на 3D-принтере элементов, напоминающих одновременно колеса и ноги, что обеспечивает как движение по ровной поверхности, так и преодоление незначительных возвышений. Экономичные сенсоры позволяют «Джоуи» определять дистанцию до стен труб, соединений и углов, а встроенная камера с источником света используется для документирования дефектов в трубопроводной инфраструктуре.

Проведенные тесты продемонстрировали способность робота самостоятельно прокладывать маршрут по тестовой сети труб, включающей различные конфигурации: перекрестки, повороты влево и вправо, тупики, препятствия и прямые участки. В среднем, «Джоуи» проходил около метра трубопровода примерно за сорок пять секунд. Он справлялся с перемещением по наклонным трубам, покрытым песком или липкой субстанцией. Наличие достаточного количества датчиков позволило роботу функционировать без активации камеры и использования ресурсозатратного компьютерного анализа изображений. При снижении заряда аккумулятора «Джоуи» автоматически возвращался к исходной позиции для пополнения энергии.

На данный момент у устройства есть одно ограничение: оно не способно самостоятельно перевернуться, если случайно окажется в положении на спине. Разработчики предполагают, что последующая версия робота сможет решить эту проблему. Кроме того, планируется обеспечить водонепроницаемость устройств для работы внутри труб, полностью заполненных водой.

В перспективе ученые намерены разработать скоординированную группу небольших роботов, управляемых более крупным устройством под названием «Канга». Последний будет оснащен усовершенствованными датчиками и инструментами для проведения ремонтных работ на трубопроводах. Главная задача создателей — формирование системы контроля и диагностики состояния протяженных сетей труб.