Ahora imagine un robot que pueda encontrar su camino a través de las redes de tuberías más estrechas y transmitir imágenes de daños u obstrucciones a los operadores humanos. Esto ya no es un sueño imposible, muestra un nuevo estudio en Frontiers in Robotics and AI realizado por un equipo de investigadores de la Universidad de Leeds.
«Aquí presentamos a Joey, un nuevo robot en miniatura, y mostramos que Joeys puede explorar redes de tuberías reales completamente solo, sin siquiera necesitar una cámara para navegar», dijo la Dra. Netta Cohen, profesora de la Universidad de Leeds y finalista. autor sobre el estudio.
Joey es el primero en ser capaz de navegar por sí mismo a través de laberintos de tuberías tan estrechas como 7,5 cm de ancho. Con un peso de solo 70 g, es lo suficientemente pequeño como para caber en la palma de su mano.
El presente trabajo forma parte del proyecto «Pipebots» de las universidades de Sheffield, Bristol, Birmingham y Leeds, en colaboración con empresas de servicios públicos del Reino Unido y otros socios académicos e industriales internacionales.
El primer autor, el Dr. Thanh Luan Nguyen, científico posdoctoral de la Universidad de Leeds que desarrolló los algoritmos de control (o «cerebro») de Joey, dijo: «Las redes subterráneas de agua y alcantarillado son algunos de los entornos menos hospitalarios, no solo para los humanos, sino también para robots. Sat Nav no es accesible bajo tierra. Y los Joeys son pequeños, por lo que tienen que funcionar con motores, sensores y computadoras muy simples que ocupan poco espacio, mientras que las baterías pequeñas deben poder funcionar durante el tiempo suficiente «.
Joey se mueve sobre «patas de ruedas» impresas en 3D que ruedan por secciones rectas y caminan sobre pequeños obstáculos. Está equipado con una gama de sensores de bajo consumo que miden su distancia a paredes, uniones y esquinas, herramientas de navegación, un micrófono, una cámara y focos para filmar fallas en la red de tuberías y guardar las imágenes. El prototipo costó solo 300 libras para producir.
Barro y pendientes resbaladizas
El equipo demostró que Joey es capaz de encontrar su camino, sin instrucciones de operadores humanos, a través de una red experimental de tuberías que incluye un cruce en T, una esquina izquierda y derecha, un callejón sin salida, un obstáculo y tres secciones rectas. En promedio, Joey logró explorar alrededor de un metro de red de tuberías en poco más de 45 segundos.
Para hacerle la vida más difícil al robot, los investigadores comprobaron que podía subir y bajar fácilmente por tuberías inclinadas con pendientes realistas. Y para probar la capacidad de Joey para navegar a través de tubos embarrados o resbaladizos, también agregaron arena y gel pegajoso (en realidad líquido para lavar platos) a las tuberías, nuevamente con éxito.
Es importante destacar que los sensores son suficientes para permitir que Joey navegue sin la necesidad de encender la cámara o usar la visión por computadora que consume mucha energía. Esto ahorra energía y prolonga la duración actual de la batería de Joey. Siempre que la batería se agote, Joey volverá a su punto de origen, para «alimentarse» de energía.
Actualmente, los Joeys tienen una debilidad: no pueden enderezarse si sin darse cuenta se dan la vuelta, como tortugas boca abajo. Los autores sugieren que el próximo prototipo podrá superar este desafío. Las generaciones futuras de Joey también deberían ser impermeables, para operar bajo el agua en tuberías completamente llenas de líquido.
Los científicos de Pipebots tienen como objetivo desarrollar un enjambre de Joeys que se comuniquen y trabajen juntos, basándose en un robot «madre» más grande llamado Kanga. Kanga, actualmente en desarrollo y pruebas por parte de algunos de los mismos autores en la Escuela de Informática de Leeds, estará equipado con sensores más sofisticados y herramientas de reparación, como brazos robóticos, y transportará múltiples Joeys.
«En última instancia, esperamos diseñar un sistema que pueda inspeccionar y mapear el estado de extensas redes de tuberías, monitorear las tuberías a lo largo del tiempo e incluso ejecutar algunas tareas de mantenimiento y reparación», dijo Cohen.
«Visualizamos la tecnología para escalar y diversificarse, creando una ecología de múltiples especies de robots que colaboran bajo tierra. En este escenario, los grupos de Joeys serían desplegados por robots más grandes que tienen más poder y capacidades pero están restringidos a las tuberías más grandes. . Cumplir con este desafío requerirá más investigación, desarrollo y pruebas durante 10 a 20 años. Puede comenzar a entrar en juego alrededor de 2040 o 2050».
