TalTech создает роботов для обслуживания канализационных сетей

Диаметр канализационных труб предъявляет к размерам роботов особые требования. Фото: Microsoft_copilot/TalTech

Таллиннский технический университет занимается разработкой роботов и систем датчиков для картографирования, ремонта и мониторинга канализационных сетей, а также разрабатывает решения для этой сферы с участием искусственного интеллекта.

Перевод: Павел Соболев

По словам руководителя проекта, профессора TalTech Маарьи Круусмаа, это очень насущные практические задачи, решение которых требует применения принципиально новых научных подходов.

«Роботы в основном будут использоваться для выполнения грязной, утомительной и опасной работы, и будут отправляться вместо людей в труднодоступные места, - сказала Круусмаа. - Мало кто осознает, что одна из самых сложных, опасных и труднодоступных рабочих сред в мире находится прямо здесь, у нас под ногами, когда мы каждый день идем домой с работы».

Канализационная сеть предполагает ряд сложных технологических проблем. «В настоящее время не существует роботов, способных длительное время выживать в такой агрессивной и абразивной среде, и любой, кому приходилось очищать от песка велосипедную цепь или подшипники роликовых коньков, может понять всю сложность этой проблемы. Поэтому нам приходится использовать новые материалы и новые типы движущихся механизмов, чтобы робот мог передвигаться даже в канализационных стоках или колодцах, заполненных отложениями», - объясняет Круусмаа.

Маарья Круусмаа. Фото: TalTech

«Однако использование новых технологий имеет значительный общественный эффект. Вместо устранения крупных утечек и засоров, ситуаций, когда улицы или дома уже затоплены нечистотами, технология работает так, что прогнозирует вероятность ошибок и устраняет их, когда они имеют еще малый масштаб. Таким образом, значительно снижается загрязнение окружающей среды, а ремонтные работы обходятся дешевле», - сказала Круусмаа.

Диаметр канализационных труб накладывает очень строгие ограничения на размеры таких машин. Кроме того, роботы должны быть настолько умными, чтобы они могли управляться с работой самостоятельно в течение нескольких дней. Под землей обычно нет связи или сигнала GPS. Муниципалитетам также часто не хватает точных знаний о том, как развивалась канализационная сеть с течением времени, при этом канализационные трубы представляют собой однородную среду без наличия различительных ориентиров.

«Мы используем алгоритмы машинного обучения для навигации под землей, а также для обнаружения возможных дефектов. Эти роботы маленькие, и мы не можем использовать неограниченную вычислительную мощность, как это возможно с большими языковыми моделями, такими как ChatGPT. Нам нужен собственный небольшой бортовой компьютер для робота, чтобы он мог обрабатывать данные и принимать на их основе решения, а для этого нужен совершенно другой тип искусственного интеллекта», - пояснила Круусмаа.

В ходе проекта создается цифровой двойник канализационной сети, или модель, причем достаточно точная, дающая представление о текущей ситуации в сети. Однако модель позволяет и заранее планировать работы по техническому обслуживанию и ремонту, прежде чем они станут трудоемкими и дорогостоящими.

Проект получил финансирование в рамках подпрограммы Европейской комиссии по робототехнике и искусственному интеллекту, где лишь четыре проекта получили финансирование при поданных 105 заявках. У проекта, которым управляет TalTech, 14 партнеров, среди них, например, Норвежский университет науки и технологий, Университет Шеффилда и несколько европейских компаний, занимающихся подземными технологиями.

Продолжительность проекта - четыре года, общая стоимость - 8 млн евро, из которых доля покрытия из бюджета TalTech - 1,4 млн евро.