Робот-змея будет использоваться для проверки труб

Ползающие по трубам роботы сократят “раскопки” коммунальщиков

Ползающие или катающиеся внутри труб роботы получают все большее распространение – их профессиональное название – “проталкиваемая инспекция” или “дефектоскоп”. Назначение роботов-инспекторов – изучение трубопроводов холодного и горячего водоснабжения, некоторые из них могут работать и в канализации или в трубах, предназначенных для прокачки газа или различных жидкостей.

Роботы различаются в размерах и по типу движителей – это могут быть наборы колес или гусеницы. Используются разнообразные технологии исследований – кроме обычного “телеглаза” роботы зачастую имеют на борту различные измерительные приборы, позволяющие получить о состоянии трубопровода куда больше информации, например, ультразвуковые сенсоры или приборы для измерения электромагнитного поля.

Роботы телеинспекции – тот редкий случай, когда какие-то полезные роботы производятся в России. Группа компаний “Диаконт”, например, только в Казахстан поставила роботов для диагностики труб на сумму более, чем 130 млн рублей. Есть и другие российские производители. Роботов телеинспекции применяют коммунальные службы Москвы, Иркутска и других городов.

Обратите внимание

В частности, этим летом на теплосетях Екатеринбурге испытывают робота, разработанного в ООО “Газпроект-ДКР”. Для исследования трубопровода он использует так называемый метод переменного намагничивания. По участку трубы передается ток, а подвижный модуль считывает информацию об амплитуде магнитного поля, что позволяет выявлять скрытые для наблюдения дефекты – коррозию, вмятины, трещины.

Новая версия робота заметно ускорилась, он проходит до 100 метров в час, может преодолевать повороты и стыки труб разного диаметра. Движением робота управляет оператор, информация передается по кабелю, тянущемуся за устройством.

Робот не лишен недостатков – пока что он может пройти по трубе не дальше, чем на 300-600 метров, на большее не хватает мощности встроенных двигателей.

Для того, чтобы отказаться от традиционного метода “гидравлических испытаний” или, как это обычно называют практики, “опрессовки”, желательно, чтобы робот проходил от километра и выше, иначе приходится использовать слишком много загрузочных отверстий. Источник: .

За рубежом роботы для инспекции труб разрабатывают уже очень давно и добились немалых успехов. Существуют модели, которые, например, не используют собственный двигатель – их проталкивает вдоль трубы напор воды, так устроен американский .

Популярны компактные китайские роботы, например, от Easy-Sight Technologyили Schroder для обследования трубопроводов от 150 мм и выше. Это простенькие на вид колесные роботы для обследования дренажных труб и коллекторов.

X5-HT. Easy-Sight, Китай, 

Американский роботы HiBot способен преодолевать не более 100 метров, его отличает “змееподобный” дизайн и компактность – высота 130 мм, длина 750 мм, вес – около 4 кг. 

Робот HiBot, США

В Северной Америке хотят большего, чем только обследования трубопроводов. Здесь создают роботов, которые способны в телеуправляемом режиме проводить, например, герметизацию стыков чугунных труб диаметром 150-300 мм. Робот CISBOT компании ULC Robotics зачищает место стыка с помощью бурильной головки, а затем наносит долгосрочный анаэробный герметик.

Робот CISBOT, США,  

Робот-змея LaserPipe Series II 125 способен сваривать трубы изнутри. Сварка лазерная, потребляемая мощность – 5 кВт, у робота 22 степени подвижности “тела”. Такого робота можно применять для сварки трубопроводов в помещениях, например, при строительстве атомных электростанций, теоретически он сможет работать и в космосе.

Важно

Переход от роботов телеинспекции к роботам, которые смогут, заметив дефект, его также и устранить, обещает существенную экономию на стоимости земельных работ – их можно будет минимизировать или вовсе исключить.

Как и во многих других случаях, все пока что упирается, как в недостаточную “интеллектуальность” роботов, так и в отсутствие мощных и компактных источников энергии, которые позволили бы отказаться от принципов телеуправления такими роботами и перейти к созданию автономных устройств со встроенными источниками питания, датчиками и инструментами. Такие устройства появятся, вероятно, еще только через 10-20 лет, а пока что коммунальщики продолжат свои раскопки. ++

Источник: http://robotrends.ru/pub/1831/polzayushie-po-trubam-roboty-sokratyat-raskopki-kommunalshikov

Роботы змеи: Новые технологии

Нового робота змею разработали ученые стэнфордского университета. Он изготовлен из мягкого пластика и способен растягиваться до 72 метров в длину. Специалисты уверяют что конструкция поможет проникать в узкие щели, преодолевать опасные препятствия и даже поднимать груз до 100 кг.

Создатели считают что этот механизм будет незаменим для службы спасения. Но сможет ли робот змея спасти человеческую жизнь, проползти сквозь огонь воду и медные трубы?

Возможности робота змеи

Робот легко его поднял, точно также он должен суметь приподнять бетонную плиту и помочь человеку выбраться из-под завалов.

Вот на что способен этот робот змея.

Со стороны он больше похож на продолговатый воздушный шар, но инженеры говорят: машина копирует строение кольчатого червя.

В центре тела проводка выполняющая функцию нервной системы, она покрыта мягкой прозрачной оболочкой способная сдуваться и надуваться.

Разработчики утверждают, материал настолько прочный, что не порвется и не лопнет. Даже в самых экстремальных условиях мы построили специальную полосу препятствий. Робот смог проползти между торчащими гвоздями и добраться до цели — огромного ящика с землей весом в 60 кг. Робот легко его поднял, точно также он должен суметь приподнять бетонную плиту и помочь человеку выбраться из-под завалов.

Благодаря гибкой конструкции он может пролезть даже через замочную скважину. Есть только один минус это устройства — не работает автономно. Робот змея связан с баллоном из которого поддаётся сжатый воздух. Уползти он способен так далеко, насколько позволит длина шланга.

Благодаря гибкой конструкции он может пролезть даже через замочную скважину.

Змееподобные роботы

Мы привыкли думать что будущее за роботами похожими на людей. Но человеческое тело слишком сложно устроено. Оно не энергоёмко. Поэтому сегодня во всём мире инженеры создают змееподобных роботов.

Пресмыкающиеся стали идеальными прототипами для машины. В Японии подобную технологию уже испытывают пожарные и спасатели. Эту 8 метровую механическую рептилию создали ученые из университета tohoku. Ее тело покрыто вибрисссами, сверхчувствительными сенсорами. Они возлагают роботу змеи ориентироваться под завалами даже в кромешной тьме.

Эксперты уверены, и если у этой железной змеи робота отключиться камера на голове, она легко сумеет найти выход из лабиринтов обломков. На ощупь робот змея не боится потерять часть своей конструкции.

Робот змея состоит из маленьких одинаковых элементов. Если разъединить их, тогда будет два робота змеи. То есть робот змея может ползти как один робот или как два робота.

Морской терминатор

Недавно в Норвегии создали первую глубоководную робота змею. Журналисты уже прозвали ее морским терминатором. Морской терминатор способна плыть со скоростью торпеды и не боится сильнейших океанских течений. Это железная робот змея будет патрулировать и охранять нефтепроводы.

Морской терминатор

Футурологи опасаются что подобные технологии будут использовать спецслужбы. Специалисты считают что роботы змеи смогут проползти по канализационным трубам в дома и даже попасть в организм человека. По словам специалистов, сейчас инженеры разрабатывают роботов змей всех размеров как микроскопических похожих на червей, до гигантских превосходящих по размеру даже анаконду.

Источник: Территория знаний

Источник: https://tagweb.ru/2017/10/04/roboty-zmei/

Робот – змея для технической диагностики и ремонта трубопроводов

 робот – змея для технической диагностики и  ремонта трубопроводов

Поезжаева Е.В., Юшков В.С.

(ГОУ ВПО Пермский национальный исследовательский политехнический университет,  г.Пермь, РФ)

In clause the robot  snake with which help control of a condition  pipelines is considered is carried out. The basic strategy of maintenance high reliability of pipeline systems becomes operation and repair on an actual condition. The circuit of management is submitted the data robot. With the purpose of its movement in pipes of small diameter.

Роботы – слово, которое  нас окружает не только с экранов телевизоров, но и в повседневной жизни. Больший интерес для людей всегда представляли не промышленные роботы (хорошо развитые станки), а именно сложноорганизованные роботы, которые смогли бы сосуществовать рядом с человеком: на работе, дома, в дороге, во время развлечений.

Современное поколение является свидетелем стремительного развития науки и техники.

За последние триста лет человечество прошло путь от простейших паровых машин до мощных атомных электростанций, овладело сверхзвуковыми скоростями полета, поставило себе на службу энергию рек, создало огромные океанские корабли и гигантские землеройные машины, заменяющие труд десятков тысяч землекопов. Запуском первого искусственного спутника Земли и полетом первого человека в космос наша страна проложила путь к освоению космического пространства.

Робототехника является одним из новыхнаправлений автоматизации производственных процессов, начало развития, которого в нашей стране относится к последнему десятилетию. Комплексный подход к решению технико – экономических и социальных задач, связанных с внедрением роботов, позволил высвободить от монотонного труда  рабочих [1].

Факторами эффективности применения роботов являются:

а) мобильность в экстремальных условиях, не допускающих участие человеческого персонала;

б) повышение быстродействия, точности и стабильности основных показателей техники;

в) сокращение численности людей и выведение их из зон, опасных для жизни;

г) исключение ошибок операторов.

В настоящее время в России используются устаревшие системы магистральных нефтегазопроводов. Общая протяженность магистральных трубопроводов превышает 300 тыс. км. При этом около 40 % газопроводов и 60 % нефтепроводов находится в эксплуатации более 20 лет.

Очевидно, что традиционный подход к поддержанию работоспособности трубопроводов путем проведения капитальных ремонтов отдельных участков труб не может обеспечить надежность и безопасность магистральных  нефтегазопроводов из-за их большой протяженности.

Поэтому, основной стратегией обеспечения высокой надежности магистральных систем становится эксплуатация и ремонт «по фактическому состоянию», то есть переход к выборочному «точечному» ремонту элементов и участков по результатам 100 % диагностического обследования многокилометровых трубопроводов.

Роботы с малыми диаметрами колес для диагностики труб имеют недостатки ввиду малой степени подвижности внутри исследуемого объекта. В последние годы всё большее значение приобретает метод бестраншейной инспекции, а также ремонта трубопроводов с помощью роботов и одной из актуальных задач в этом направлении является создание змеевидного мобильного робота рис. 1.

Область возможного применения подобного робота необычайно широка.

Это и подвижные управляемые извне макеты змей, используемые в киноиндустрии и индустрии развлечений, и специализированные роботы, предназначенные для выполнения исследовательских, инспекционных и спасательных работ в экстремальных условиях и чрезвычайных ситуациях на Земле и в планируемых экспедициях на другие планеты [2].

Рисунок 1 – Конструкция змеевидного робота

Бионический подход в разработке автоматизированных автономных устройств используется в робототехнике с первых шагов её развития.

Совет

Можно сказать, многообразие живого мира, способности адаптации отдельных организмов к среде обитания и выполнению специальных операций, энергетическая экономичность, оснащенность средствами сенсорики и коммуникации, побуждают инженеров вступать в соревнование с природой.

Одно из интересных направлений развития робототехники для контроля и диагностики труб связано с разработкой змееподобных роботов. Биологические змеи распространены по всей планете, а способы передвижения и физиология этих существ делают их в высшей степени приспособленными к обитанию в средах с различными климатическими условиями.

Змеевидное устройство, способное скользить, плавно передвигаться и перекатываться, перемещаясь по плохо структурированным поверхностям, в подвижных (сыпучих и жидких) средах, перемещаться в ограниченных областях, рассматривается как эффективная альтернатива традиционному шагающему или колесному роботу.

Читайте также:  Обзор мероприятий по искусственному интеллекту, машинному обучению и ботам в москве

Для выполнения змееподобных движений механическая система должна обладать числом степеней свободы, превосходящих число степеней традиционных манипуляторов, поэтому змеевидные роботы вместе с хоботообразными манипуляторами относятся к классу гиперизбыточных роботов. Степень подвижности создаваемого робота – змеи зависит от функционального назначения данной конструкции.

Следует отметить, что трудности организации целенаправленного перемещения бесколесного змеевидного робота в значительной мере были связаны с отсутствием рациональной механической модели перемещения гибкого змеевидного тела.

Рассматриваемые роботы с диагностическими датчиками на борту, предназначены для движения внутри труб малых диаметров, в диапазоне от нескольких миллиметров до десятков сантиметров.

С целью выполнения технической диагностики машин и агрегатов нефтехимической и газовой промышленности, энергетических объектов, проведения регламентных и ремонтных работ трубопроводов малых диаметров, а также применения в технологических процессах высокоточной обработки изделий для энергетических систем.

В состав систем управления роботами для обеспечения высокоточных движений применяются датчики. Видеоконтрольные устройства необходимы для получения визуальной информации о состоянии внутренних поверхностей труб.

Обратите внимание

В качестве этих устройств можно использовать  искусственные маяки, в результате робот может попытаться самостоятельно выделить статичные элементы окружающей обстановки и выполнить привязку к ним своих координат. Недостаток такого подхода заключается в проблемах с нахождением ключевых объектов при изменении условий внешней среды (например, уровня освещенности).

Здесь может помочь использование стереокамер – зная угол зрения каждой из них, можно вычислить расстояние до цели. Но все равно остается актуальной задача распознавания одного и того же объекта каждой камерой и последующая синхронизация их «взглядов», что роботам пока сложно делать в масштабе реального времени. Затем информация подвергается микропроцессорной обработке.

В качестве диагностических устройств могут применяться микродатчики, построенные на иных принципах, например, ультразвуковые – для выявления внутренних трещин, электромагнитные и другие, реализующие методы неразрушающего контроля рис. 2 [3, 4].

В настоящее время появились роботы – инспекторы, которые позволяют осуществлять контроль намного проще и эффективнее. Запустил кроху-робота с миниатюрной телекамерой внутрь трубы, и он старательно осмотрит ее миллиметр за миллиметром. Для передвижения подобных роботов можно использовать разные способы – электростатические, пьезоэлектрические, ультразвуковые и др.

Реализация микропроцессорного управления движением миниатюрных роботов внутри труб малых диаметров представляет собой сложную научно-техническую задачу в связи с малыми размерами изделий и ограниченным пространством, в котором происходит движение. Это обуславливает необходимость повышения автономности управления и учета особенностей миниатюризации конструкции и специфики принципа действия механической системы робота.

Рисунок 2 – Схема системы управления

Один из вариантов функциональной блок – схемы устройств управления, реализующей алгоритмы компенсации геометрических и статических ошибок положения представлен на рис. 3.

Рисунок 3 – Функциональная блок – схема компенсации ошибок:

А – блок компенсации статических ошибок положения; Б – блок компенсации геометрических ошибок положения

Как показал опыт внедрения робототехника, является новой формой технической и организационной ячейки, наиболее полно отвечающей потребностям современного производства.

Литература

Важно

1. Зенкевич С.Л., Ющенко А.С. Управление роботами. – М.: Изд – во МГОУ им. Н.Э. Баумана, 2000.

2. Корендясев А.И. Теоретические основы робототехники: в 2 кн./ А.И. Корендясев, Б.Л. Саламандра, Л.И. Тывес; отв. Ред. С.М. Каплунов. – М.: Наука, 2006.

3. Поезжаева Е.В. Промышленные роботы: учеб. пособие: в 3 ч. / Е.В. Поезжаева. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2006. – Ч. 1. – 64 с.

4. Поезжаева Е.В., Юшков В.С. Разработка змееподобного робота для диагностики трубопроводов// материалы II международной научно– практической конференции,  робототехника как образовательная технология г. Железногорск, 3 декабря 2010 г.  с. 73-76.

Источник: http://science-bsea.narod.ru/2011/mashin_2011_14/poezjaeva_robot.htm

Робот-змея поможет в инспектировании труб и соединений

11.07.2013

Недавно мы рассказывали о крошечных роботах, подражающих насекомым, о кошкоподобном роботе, о роботизированном карпе, имитирующем движения живой рыбы, а также о механизированной человекообразной обезьяне.

А вот робототехники из Университета Карнеги — Меллон (США) обратились к другому творению природы — змеям.

Робот-змея (здесь и ниже изображения Университета Карнеги — Меллон).

Созданное ими механическое пресмыкающееся имеет модульную конструкцию. Робот состоит из 16 специализированных блоков, каждый из которых снабжён двумя полустыками. Общая длина достигает 93 см, диаметр — 5 см.

Питание и управляющие команды подаются через кабель, подключенный к «хвосту». На голове расположены камера и светодиодные фонари.Модульная конструкция позволяет имитировать движения живой змеи.

Кроме того, благодаря уникальным механическим характеристикам робот способен выполнять действия, непосильные обычным пресмыкающимся.

Змееподобный робот инспектирует трубопровод для подачи пара.

В общей сложности робозмея имеет 16 степеней свободы. Она может взбираться по ступенькам, обвивать столбы и тросы диаметром от 2,5 см, проникать в трубы и различные труднодоступные места.

Робот испытывался там, где проводились поисково-спасательные операции и археологические раскопки, а также на различных предприятиях.

Совет

Так, в мае механизированное пресмыкающееся «посетило» атомную электростанцию в Цвентендорфе (Австрия).

Место выбрано не случайно: дело в том, что установленный на станции в семидесятые годы реактор с кипящей водой никогда не запускался, что сделало его идеальной тестовой площадкой ввиду отсутствия радиоактивного загрязнения.

В ходе испытаний робот преодолел внутри труб примерно 20 метров, и это далеко не предел. Механизированная змея может проникать внутрь различных соединений и вентилей для инспектирования их состояния и выявления возможных проблем.

Робозмей может использоваться для изучения труднодоступных и опасных для человека конструкций, в частности всевозможных трубопроводов. Такие устройства пригодятся и при поиске людей под завалами, а также в исследовании пещер.

В дальнейшие планы разработчиков входит создание робозмеи с влагозащищённой конструкцией. Кроме того, на устройство могут быть установлены различные датчики для сбора дополнительной информации об окружающей среде.

Источник: http://compulenta.computerra.ru/tehnika/robotics/10007835/

Источник: http://www.2045.ru/news/31735.html

LaserPipe – робот-змея, который может сваривать трубы, действуя внутри трубопроводов

Сварка труб является достаточно обычным делом во время строительства или ремонта оборудования промышленных предприятий, атомных и тепловых электростанций, при прокладке газовых или нефтяных трубопроводов.

В большинстве случаев такие сварочные работы выполняются вручную или при помощи специализированных “орбитальных” сварочных агрегатов.

Обратите внимание

Такие подходы достаточно хорошо работают при прокладке прямых участков трубопроводов, проходящих по открытым пространствам, но если требуется прокладка труб внутри помещений нефте- или газоперерабатывающего завода, к примеру, сварочные работы превращаются в дорогостоящую процедуру, требующую больших затрат рабочего времени.

Для решения проблемы автоматизации процесса сварки труб в условиях тесных помещений или на опасных для жизни людей объектах специалисты компаний OC Robotics и TWI Ltd разработали специализированного робота-змею LaserPipe. За счет своей гибкой природы этот робот может действовать изнутри прокладываемого трубопровода, сваривая секции труб при помощи мощного промышленного лазера.

Основой нового сварочного робота является манипулятор OC Robotics Series II X125, снабженный лазерной сварочной головкой. Собственно лазер, мощностью в 5 кВт, установлен неподалеку от места работы робота LaserPipe, а излучение этого лазера передается к лазерной головке робота через достаточно толстый оптоволоконный кабель.

Конструкция робота LaserPipe достаточно сильно отличается от конструкций других роботов, предназначенных для работы внутри трубопроводов.

Вместо того, чтобы тянуть за “головой” все тело робота, тело робота LaserPipe удерживает его “голову” следуя строго по траектории, задаваемой оператором при помощи дистанционного управления.

Когда робот покидает трубопровод, он движется по тому же самому пути, практически не прикасаясь к стенам трубы.

Вся подвижная часть робота LaserPipe весит около 5 килограмм, а его размеры позволяют роботу проникать в трубопроводы не самого большого диаметра. Сварочная головка робота вращается на 360 угловых градусов, а всего его тело имеет 22 степени свободы.

Головная часть робота снабжена камерами с высокой разрешающей способностью, устройствами подсветки и лазерной системой стабилизации положения, которая позволяет ему перемещаться внутри трубопровода, практически не касаясь его стен.

Мощности лазера достаточно для обеспечения скорости сварки порядка 1 метра в минуту, а погрешность прокладки сварочного шва составляет 0.2 миллиметра.

Важно

Для того, чтобы луч сварочного лазера не вышел за пределы свариваемой трубы, на место сварки снаружи накладывают специальный “воротник”, который отражает назад луч лазера и через который подается поток азота, служащего в качестве защитной атмосферы и для охлаждения места сварки одновременно. А специальные воздушные заслоны защищают оптику робота LaserPipe от попадания на поверхность линз искр и брызг расплавленного металла.

В самом скором времени специалисты компании OC Robotics планирую заняться улучшением работы технологий воздушных заслонов, технологии лазерной стабилизации, миниатюризацией оптической системы и разработкой новых головок, предназначенных для выполнения лазерной резки и других операций. После этих модернизаций робот LaserPipe может быть использован не только на объектах ядерной энергетики, для чего он изначально и разрабатывался. Его также можно будет использовать в космосе, в строительстве, в химической, нефтяной и газовой промышленности.

Источник: http://RoboticsShop.ru/news/laserpipe-robot-zmeya

Роботы для ЖКХ: в Петербурге разработали инновационную технологию для проверки труб

Роботы, выполняющие диагностику теплосетей. В Петербурге придумали уникальную технологию, аналогов которой нет в мире.

Теперь трубы можно проверить летом, угадать, где их слабые места и таким образом избежать возможных аварий в холода. Бонусом – отсутствие большого объема земляных работ, так как предаварийный участок можно вычислить до сантиметров. Роботов на службе ЖКХ увидел Артем Шарипов. 

Артем Шарипов, корреспондент: «Теперь за трубами следят роботы. Именно они находят слабые места в теплосетях. Для это существует целая выездная лаборатория. Вот она. Данные отсюда можно передать в офис, не отходя от места работы. Для этого на лаборатории установлена спутниковая связь». 

«КамАЗы» для бездорожья, для города – простая «Газель». Но суть не меняется: главное – это робот. 

Робота запускают внутрь трубы, сделав в ней небольшой разрез. Он сканирует поверхность. Данные передает на компьютер. Цель — найти дефекты. Для газовых труб используют ультразвук. Это не новая технология, а вот для тепловых сетей придуман новый метод. Магнитный. 

Вадим Аржанов, руководитель департамента внутритрубной диагностики и ремонта компании-разработчика: «Он определяет дефекты – как с наружной поверхности, так и с внутренней, через слой отложений, который появляется с годами».

Особо уникальными считаются роботы для труб с узким диаметром. Они, словно змея, проходят по всей, порой замысловатой геометрии системы теплосетей. 

Денис Гурин, директор дивизиона комплексных проектов компании-разработчика: «Мы получаем информацию в онлайн-режиме и в течение восьми часов. По завершению проходит восемь часов, и эксплуатирующий организация уже может начать работу». 

Для больших нефтяных резервуаров специальный вид роботов. Он позволяет отказать от дорогостоящих работ по ручной очистке. Разработку в скором времени возьмут на вооружение теплоэнергетики Петербурга. 

Олег Волховицкий, заместитель главного инженера по тепловым сетям и ЦТП ГУБ «ТЭК СПБ»: «Это позволяет проводить постоянный мониторинг как стенки, так и днища». 

Аппараты действуют на опережение и с точностью до сантиметра обнаруживают места возможных повреждений. 

Дмитрий Чуйко, начальник диагностики АО «Теплосеть Санкт-Петербурга»: « Мы выбираем действительно плохие участки, которые действительно требует замены, из 4 с половиной тысяч километров действительно замены требуют 20 процентов. Получается, мы не тратим финансы на 4 с половиной километра, а меняем только 450 метров». 

Технология, разработанная в Петербурге, уже пользуется спросом за рубежом. Свои офисы компания имеет например в США. В России же новыми методами пока пользуется только наш город.

Читайте также:  Пластырь с искусственным интеллектом поможет восстанавливать поврежденные ткани

Источник: https://topspb.tv/news/2017/02/9/roboty-dlya-zhkh-v-peterburge-razrabotali-innovacionnuyu-tehnologiyu-dlya-proverki-trub/

Роботизированная змея в помощь людям

В прошлом месяце, Medrobotics, корпорация, которая связана с Carnegie Mellon University, объявила, что начнет продавать роботов змей хирургов в Европе. Эти «змеи», попадая в тело пациента через горло, могут помочь врачам попасть в трудно доступные места человеческого тела без разрезов, что приведёт к сокращению времени восстановления пациента после операции.

Но это далеко не единственное использование роботизированных змей, которые умеют плавать, скользить, ползать и подниматься как настоящие. За последние несколько лет, исследователи в лабораториях по всему миру придумывали новые инновационные способы применения этих крутых, и в тоже время страшных роботов.

Кто сделал первую роботизированную змею?

Howie Choset, профессор робототехники в Карнеги-Меллона, именно ему приписывают отцовство роботизированной змеи. Он основал компанию, которая делает хирургических роботов змей. В прошлом году в Huffington Post он сказал, что боится змей, но он отмечает, что его змея робот «добрая и доброжелательная».

Как роботы змеи передвигаются?

Согласно Biorobotics Lab в Карнеги-Меллон, есть по крайней мере 10 основных «походок» робо-змей. Исследователи говорят, что они в состоянии имитировать все «биологические походки», которые имеют реальные змеи, а в некоторых случаях, развивать те, которые «выходят за рамки биологических способностей змей».

Вот видео, где змея поднимается по вертикальной трубе:

Подождите, роботизированные змеи умеют плавать?! Как?

Робо-змеи могут находиться на плаву, так как они покрыты водонепроницаемой кожей. Они скользят по поверхности воды, используя беспроводное управление. Некоторые змеи умеют плавать полностью под водой на глубине 60 метров. И это невероятно!
Вот пример подводной робо-змеи, разработанной в токийской HiBot:

Где роботизированные змеи могут использоваться

1. Поиск и спасение

Поисково-спасательные собаки жизненно необходимы в нахождении выживших после катастроф таких как обрушение здания или землетрясение. Но есть места, в которые собаки-спасатели не могут попасть. Вот где сможет помочь поисково-спасательная змея робот, разработанная Канеги Меллоном из Biorobotics Lab и Ryerson University’s Network-Centric Applied Research Team.

Они придумали метод, называемый «Canine Assisted Robot Deployment», суть которого заключается в том, что, когда собака приблизилась к пострадавшему, который застрял где-то под бетонными блоками, из специального жилета, который одет на собаку, выползает робо-змея, которая проникает через небольшие щели для нахождения пострадавшего, обеспечивая спасателями потоковым видео.

2. Очищение океанов и озер

Один из сотрудников Технологического Института в Тайване предложил способ использовать роботов змей для избавления от вредных металлов в водоёмах.

В самой змее содержаться специальные бактерии, которые разрушают токсичные вещества, поэтому когда змея пропускает через себя воду, та на выходе становится чистой.

Данная идея находится в ранней стадии разработки, но исследователи говорят, что эти роботы змеи могут быть использованы для очистки озёр, рек и океанов уже в 2020 году.

3. Warface

Израильские силы обороны (ИСО) первыми разработали робота змею еще в 2009 году. Робот может использоваться для обследования зданий, канализационных систем, и других структур во время городской войны. Согласно ИСО, робо-змея используется для мониторинга активности в здании и для закладки взрывчатых веществ. Армия США также работала над разработкой роботизированных змей.

4. Проверка АЭС

В прошлом году робо-змей использовали для исследования атомной электростанции в Австрии. Исследователи надеются, что роботы смогут найти радиоактивные части атомной станции и складских помещений, которые могут быть не безопасны для человека.

Их роботы могут осматривать и делать высококачественные кадры «сухих контейнеров для хранения отходов, резервуаров и трубопроводов в атомной электростанции». Hitachi Ltd. and Hitachi-GE Nuclear Energy Ltd.

также разработали робо-змей в этом году, чтобы исследовать одну из атомных станций Фукусимы.

5. Операции на сердце

6. Исследование Марса

Исследователи в Норвегии разрабатывают робота змею, которая сможет передвигаться по Марсу и работать с марсоходом, чтобы собирать образцы. Исследователи Pål Liljebäck и Aksel Transeth сказали в Discovery News в прошлом году, что в то время как «марсоход Spirit был потерян, после того как застрял в песке». роботы змеи смогут избежать таких ловушек.

7. Пугать своих друзей

Информация взята с motherjones.com
Перевод и статью подготовила команда Telebreeze Team

Источник: http://savepearlharbor.com/?p=221977

Змеи и дроны. Зачем роботам доверяют человеческие жизни

Воскресенье, 9 Октября 2016, 14:15

Механические заменители людей вытаскивают пострадавших из-под завалов, лезут в очаги радиации и спасают утопающих

Всего несколько десятков лет назад успех ликвидации катастроф и поиск пропавших в огромной степени зависели от человеческого фактора – сноровки и навыков спасателей.

Совет

Сегодня на самых сложных и опасных участках все чаще работают роботы, спасая этим не только жизни пострадавших, но и самих спасателей.

Сфера применений роботов огромна: от разведки на местах радиационных аварий и техногенных катастроф до поиска и транспортировки раненых.

Именно роботов использовали для поиска жертв под обломками Глобального торгового центра в Нью-Йорке после теракта 11 сентября 2001 года.

Три маленьких робота, размером с башмак пролазили между руинами башен-близнецов и помогали спасателям искать тела погибших и раненых.

На машинах, приводимых в движение ручным управлением, устанавливали камеры и особые детекторы, реагирующие на тепло тела человека и цветную одежду.

После разрушительного землетрясения в Непале в 2015 году искать людей под завалами камня и щебня спасателям помогал “робот-змея”, созданный в недрах израильского университета Технион. Он весит всего семь килограммов, оснащен тепловизором, миниатюрными камерами с 360 градусным обзором и лазерным радаром.

Впрочем, спасение людей – не основная специализация робота.

Он состоит на вооружении израильской армии в качестве робота-разведчика и используется в условиях городской и подземной войны для проверки и наблюдения в канализации, узких тоннелях или трубах, пещерах, а также разведки поля боя и обнаружения взрывчатки.

Еще один подвид роботов-спасателей родом из Японии. Механизм под названием The Robotic Safety Crawler был разработан полицейским департаментом Йокогамы для транспортировки людей, пострадавших от катастроф.

Робот-вездеход может принять на борт человека весом до 115 кг и отвезти его к карете скорой помощи или к спасателям.

Обратите внимание

Робот оборудован инфракрасной камерой и базовыми медицинскими сенсорами, которые могут измерить кровяное давление пациента и оценить его общее состояние.

Японцы разработали и двуногих роботов, которые помогают в поиске и спасении людей после землетрясений, цунами и других природных катаклизмов. Они могут проникать в те места, куда не добраться обычным спасателям из-за высоких температур или отсутствия кислорода.

Именно роботов активно используют при ликвидации ядерных катастроф, поскольку отправлять людей на радиационно-загрязненные участки смертельно опасно. Впервые эксплуатировать роботов для разведки таких участков начали еще в Советском Союзе в 1986 году, когда мир впервые столкнулся с масштабной аварией на АЭС.

В ходе ликвидации аварии на Фукусиме в 2011 году тоже применяли роботов. Примечательно, что современные производители роботов сталкиваются с теми же проблемами, что и 30 лет назад: противостоять радиации машины пока не могут и часто выходят из строя под воздействием высоких доз радиации. Так, змееподобный робот компании Tepco “пропал без вести” под обломками японского ядерного реактора.

Для спасения человеческих жизней задействуют не только роботов, но и дроны. В прошлом году полиция Shelby County (Теннеси, США), подсчитала, что эксплуатация дрона для поиска пропавших и потерявшихся обойдется примерно в $3.80 в час, тогда как за час использования полицейского вертолета придется выложить около $600.

Если, к примеру, карета “скорой помощи” застрянет в пробке, спасти пациента можно будет при помощи специального летающего “медбрата”. Голландец Алек Момонт разработал мультикоптер, способный поднять в воздух около четырех килограмм груза.

Это может быть дефибриллятор, аппарат для сердечно-легочной реанимации или аптечка. Встроенная в дрон веб-камера позволит врачам руководить действиями очевидцев. По мнению разработчика, массовое внедрение изобретения повысит выживаемость людей после внезапной остановки сердца на 72%.

Наладить серийное производство таких дронов планируют в течение пяти лет.

Ряд компаний занимается разработкой больничных роботов – помощников медсестер. Так, в апреле этого года компания Panasonic сообщила об успешном завершении процедуры сертификации робота Hospi.

Важно

Робот предназначен для переноски и доставки медицинского оборудования, расходных материалов и образцов анализов в стерильных условиях и с защитой доступа (по магнитной карте).

Он умеет загружать карту больничных зданий и помещений, может самостоятельно передвигаться и даже пользоваться лифтами.

Это далеко не первая “электронная медсестра”: в Японии уже несколько лет применяют роботов для выдачи лекарств по расписанию, в Корее роботы отвечают за своевременную стерилизацию и дезодорацию воздуха, оповещают медсестер, когда пожилым пациентам нужно сменить подгузники или следует провести другие манипуляции.

Летающего робота для спасения жизней утопающих разработала иракская компания RTS Ideas. Аппарат под названием Pars развивает скорость до 25 км/ч и работает на солнечных батареях.

Основная цель дрона – доставить спасательный круг и сбросить его точно на утопающего. Дрон уже прошел успешные испытания в Каспийском море.

Правда, заряда батареи пока хватает только на 10 минут полета – за это время гаджет может пролететь всего около двух километров.

Еще одна вариация на тему спасения утопающих – беспилотная спасательная лодка. К примеру, десятиметровый израильский дистанционно управляемый катер Silver Marlin способен в автономном режиме патрулировать территорию радиусом до 500 км.

Он может вести наблюдение, охранять транспортные суда, обнаруживать и ликвидировать мины, а также проводить поисково-спасательные операции. Отличительная особенностью катера – бортовая система управления с высоким уровнем интеллекта и аппаратура для обнаружения препятствий и уклонения от них.

Совет

Управление движением осуществляется дистанционно – с помощью аппаратуры двусторонней линии телеуправления или автономно – по программе, заложенной в память бортового компьютера.

Кстати, в сентябре этого года власти Нидерландов запустили проект по разработке беспилотных частных лодок. Необходимые инвестиции оценили в 25 млн евро.

Средства передвижения больше похожи на плоты, что позволит за считаные секунды создать из таких транспортных средств подобие моста через канал.

Плавучие дроны в рамках инициативы Roboat займутся не только перевозкой пассажиров и строительством мостов, но и исследованием уровня загрязнения городских вод и поиском крупного мусора.

Роботы ведь спасают не только человеческие жизни. Сейчас американские ученые разрабатывают роботов-рыб, чтобы они могли уводить обитателей морского мира из мест техногенных катастроф. Настоящие рыбы пока плохо доверяют механическим созданиям, так что ученые работают над приближением поведения роботов к естественному.

Источник: http://www.dsnews.ua/future/zmei-i-drony-zachem-robotam-doveryayut-chelovecheskie-zhizni-09102016141500

Уникальный робот-змея LaserPipe способен проводить сварочные работы в трубах ядерных реакторов

Сварка труб в стесненных или потенциально опасных для человека местах является сложным и трудоемким процессом.

 Именно для решения этой трудной задачи свои усилия объединили две английские инженерные компании –«OC Robotics» и «TWI ООО», создав шарнирного робота-змею, названного LaserPipe, и способного передвигаться внутри коммуникационных труб, проводя их сварку с помощью мощного промышленного лазера. 

Стандартная практика сварки двух труб или ремонта их швов предполагает осуществление этого процесса с наружной стороны.

Однако, данная технология применима лишь в том случае, когда к трубам есть прямой и не угрожающий жизни и здоровью доступ человека.

К примеру, если сварки требуют системы, расположенные в ядерных реакторах, или в трубах нефтеперерабатывающего завода, этот процесс становится трудновыполнимым и очень опасным.

Читайте также:  Управляемая через мозг роботизированная рука позволяет вернуть чувствительность

Робот LaserPipe решает эту проблему за счет объединения в себе двух технологий – змееподобного робота OC Robotics серии II X125 с «головой», способной производить лазерную сварку. 

Управляемый дистанционно, робот-змея LaserPipe, оснащен датчиками, демонстрирующими свое местоположение и продвижение по трубам.

Обратите внимание

А его основным отличием от всех изобретенных доселе змееподобных роботов является управление именно «головой» оборудования, за которой «тело» робота движется волнообразно таким образом, чтобы не прикасаться им к стенкам трубы.

 Для возврата на место дислокации, робот «вспомнит» все свои движения и повторит их, вернувшись в исходную точку.

Имея весьма скромные габариты и вес всего 5 кг, LaserPipe может уместиться в любую стандартную трубу. Он способен совершать резкие повороты на 360 градусов, и имеет крепкую оболочку, способную его уберечь от повреждений и огненных брызг от сварки. Эта специально разработанная оболочка придает ему еще большее сходство с настоящей змеей.

«Голова» робота LaserPipe оснащена камерами высокой четкости и системой лазерного наведения, что позволяет оператору дистанционно проводить даже ювелирную работу по сварке. Лазер мощностью 5 кВт способен сваривать сталь со скоростью 1 м в минуту с допуском 0,2 мм, а струи азота моментально охладят раскаленную сталь после окончания работ для предотвращения пожаров.

По словам ее создателей, система LaserPipe не только предоставляет возможность работать в ограниченных пространствах и опасных условиях, но и обеспечивает очень быстрый процесс сварки, экономя время, когда последствия от аварий могут быть крайне разрушительными.  

Источник: https://enki.ua/news/unikalnyy-robot-zmeya-laserpipe-sposoben-provodit-svarochnye-raboty-v-trubah-yadernyh-reaktorov

LaserPipe: робот-змея, который ползает по трубам и чинит их лазером – Гаджеты, оборудование, ПК, ПО | Тренды

Сварка труб на стесненных, потенциально опасных участках – это, конечно, дорогой и трудоемкий процесс.

И чтобы как-то удешевить это мероприятие, компания OC Robotics совместно с компанией TWI разработала робота-сантехника. Только, в отличие от Марио, он больше похож на змею.

И этот шарнирный робот способен перемещаться внутри и снаружи труб, определяя поломки и устраняя их с помощью промышленных лазеров.

Конечно, пока робот не полностью автономен.

Для контроля ему нужен оператор-операционист, который управляет им с помощью пульта дистанционного управления и подключает его к источникам питания, необходимым для варки лазером.

Но полуавтономные функции у робота тоже присутствуют. Например, диагностика тремя лазерами, задающими параметры, и определение расстояния сварочного шва. А сама сварка происходит со скоростью метр в минуту.

Стандартная практика сварки, когда речь идет о сварке или ремонте труб для соединения двух секций вместе, – это раскопать все или поломать, затем, добравшись до источника поломки, сварить трубы вручную или с помощью орбитального сварочного аппарата. Роботу это не нужно.

Он залезет в самые труднодоступные места, как хитрый змей, подсвечивая себе дорогу фонариками и определяя свое местоположение с помощью камер и датчиков движения. Он может работать при простом прямолинейном движении в трубе или за ее пределами.

Сам он при этом будет тянуться по трубе, как спагетти, утягивая за собой все заизолированные провода и всю необходимую технику.

LaserPipe сочетает в себе гибкость змеи и функциональность сварочного аппарата.

Питание лазерной сварочной головкой происходит через волоконно-оптический кабель с помощью пульта дистанционного лазерного генератора.

Оснащен робот датчиками удаленного местоположения и манипулятором, а отличается от других трубных роботов тем, что все, что ему нужно, находится в голове.

Оператор управляет головой, и тело само знает, как ему надо изгибаться (хоть волнообразно), чтобы достичь места назначения и не свалиться за пределы труб.

OC Robotics уверяет, что ее робот весит всего 5 кг (11 фунтов), может поместиться в любой шов стандартной трубы, вращаться на 360 градусов и имеет 22 степени свободы из-за систем сгибов, а также содержит оболочку, чтобы защититься от брызг и производственных повреждений. Именно такая оболочка и делает его похожим на змею.

Важно

Голова робота LaserPipe оснащена камерами высокой четкости и системами лазерной центровки, что позволяет оператору наметить точный путь для сварки лазером. Лазер на 5 кВт может сваривать сталь со скоростью один метр (3 фута) в минуту с допуском к совместной линии в 0,2 мм.

Для обеспечения сварки лазер обеспечивает постоянный поток газа азота, чтобы помочь охладить зону и избежать возгораний. Между тем воздушные потоки защищают оптику робота от искр, брызг и перегрева.

По словам создателей, система LaserPipe не только имеет возможность работать в ограниченных пространствах, но также может работать в сжатые сроки и минимизирует затраты.

В будущем робот может получить улучшенные защитные механизмы, большую технологическую мощность лазеров, более мощные воздушные фильтры и более точные функции выравнивания лазера, а также уменьшить системы оптики и размер датчиков, что скажется и на уменьшении его размера и веса.

Технология разрабатывается на основе проекта LaserPipe, который взял приз инноваций в Великобритании в этом году как робот, получивший пометку за «Развитие гражданских роботов в помощи с системами коммуникаций». Также робот обещает проявить себя в ядерной промышленности, аэрокосмической сфере, строительстве, обороне и при добыче нефти и газа.

На видео ниже показывается, как LaserPipe демонстрирует свои возможности в действии:

Источник: http://json.tv/tech_trend_find/laserpipe-robot-zmeya-20151217070654

Удивительная робототехника

В предыдущей статье были описаны основные направления развития робототехники. Существует множество моделей, значительно отличающихся от классической концепции.

Создано большое количество роботов, имитирующих поведение животного: цыплят, рыб, осьминогов, пауков. Часто присущий животным способ передвижения является самым оптимальным для построения машины. Ярким примером может служить японский робот-змея ACM-R5. Данное устройство предназначено для движения в узких пространствах.

Тело робота состоит из нескольких сегментов, подвижно соединенных между собой, что позволяет ползать по ровным поверхностям, имитируя движения змеи, а также перемещаться вверх, оборачиваясь вокруг цилиндрических объектов. Робот-змея передвигается в трубах с минимальным диаметром в 15 см, вкручиваясь подобно штопору.

Кроме того, устройство может преодолевать вертикальные трубы, проникать в узкие разломы, плавать под водой. Передняя часть робота снабжена источником света, камерой и микрофоном, что позволяет передавать изображение и звук оператору.

Совет

Планируется использовать змееподобных роботов в целях разведки, а также для проверки состояния атомных станций и поиска людей под завалами.

Уникальным творением конструкторской мысли является робот-трансформер MorpHex, созданный норвежскими робототехниками. Особенностью данного устройства является способность менять свою форму (от идеального шара до весьма причудливых конструкций).

Корпус робота состоит из 12 поликарбонатных панелей, которые приводит в движение центральный механизм. Управление осуществляется оператором дистанционно. Роботу доступно несколько способов передвижения по прямой: MorpHex может катиться, попеременно раскрывая панели, а также передвигаться на шести «конечностях».

  Разработан алгоритм для движения в произвольном направлении, резких поворотов, панели изнутри подсвечены диодами.

В 2014 году ученым из Гарвардского университета удалось создать и запрограммировать «рой» из 1024 миниатюрных роботов. Каждый из них в отдельности не способен на значительные усилия, но тысячи роботов, которые действуют сообща, представляют огромный интерес.

Диаметр одного робота составляет несколько сантиметров. Команды от общего контроллера, а также сообщения между единицами передаются с помощью инфракрасных излучателей.

При движении роботы сообщают свои координаты соседям и общему центру, что позволяет скоординировать перемещение всего «роя». Такая технология применима, например, в автоматизированном управлении автомобилями в крупных городах.

При дальнейшем уменьшении структурных единиц, возможно создание «программируемой материи», способной образовать любую пространственную форму.

Обратите внимание

В фильмах о мире будущего часто можно увидеть робота, открывающего дверь гостям или протирающего пыль. Этой идеей вдохновились ученые университета Карнеги-Меллона, создающие универсального робота-слугу HERB (Home Exploring Robot Butler).

Передвигается HERB с помощью транспортной платформы Segway, что позволяет легко огибать препятствия и делает передвижение особенно плавным. В данный момент робот-слуга способен подавать предметы, различать объекты, обучаться новым действиям, совершать точные манипуляции. Наиболее известный тест HERB – разделение половинок слоеного печенья.

В дальнейшем разработчики планируют создать алгоритмы таких действий, как работа со стиральной и посудомоечной машиной.

Разнообразные роботы могут помогать человеку в быту и на производстве. Или просто служить забавными игрушками.

Источник: https://dixnews.ru/articles/udivitelnaya-robototexnika.html

[:RU]Робот-змея преодолевает зыбучие пески.[:] – Terraoko – мир твоими глазами

[:RU]Если робот ищет жертв на месте катастрофы, или даже исследует другую планету, то конечно, он должен быть настоящим вездеходом и должен не застревать в песке.

 Ученые из университета Карнеги-Меллон заинтересовались этой проблемой и предложили оригинальное решение для всепроходимого робота – принцип движения змеи.

  Результате длительных усилий был создан настоящий робот-змея, похожий на своего ползучего прототипа и внешним видом и проходимостью по песку.

Сегодня каких только роботов не изобретено человеком: и человекоподобные роботы-андроиды — EveR-1, и роботы в виде животных — собачка AIBO, и роботы–помощники совершенно разнообразных форм и видов — робот пылесос панда х500. И вот, наконец-то создан робот-змея.

За основу принципа движения нового робота была взята один из лучших песчаных путешественников в животном мире — гремучая змея. Эта жительница пустыни известна своей способностью волнистыми угловыми движениями быстро передвигаться по песку, причем иногда по очень отвесным склонам.

Разработка нового робота шла не очень быстро. Еще в 25011 году сотрудниками Университета Карнеги-Меллон во время археологической миссии в Египте на берегу Красного моря, был изучен принцип движения гремучей змеи.

К счастью для университета Карнеги-Меллон, исследователи из Технологического института Джорджии и Университета штата Орегон недавно заинтересовались использованием робота, который бы помог понять, как гремучая змея может  двигаться в песках так хорошо.

 Для того чтобы исследовать этот  вопрос, был создан наклонный корпус, заполненный песком в зоопарке Атланты. Ученые следили, как в этом террариуме шесть гремучих змей поднимаются от основания короба к вершине.

Важно

 Анализируя высокоскоростное видео рептилий в действии, стало легче различить и понять тонкости их движений.

В частности, было отмечено, что змеи поднимается, перемещая тело в двух независимо контролируемых волнах. Постоянно регулируя соотношение этих волн, как по вертикали, так и по горизонтали, они могут контролировать, какие части их тела находятся в контакте с песком. Чем круче наклон склона, тем больше общей площади контакта.

В результате исследований была создана робот-змея, получившая название Choset. Робот имеет в длину 94 см и в диаметре — 5 см., тело состоит из 16 суставов, каждый сустав расположен перпендикулярно предыдущему. Это позволяет добиться того, что робот совершает движения, аналогичные биологической змее.

Роботы Choset могут хорошо проявить себя во время городских поисково-спасательных операций, в которых роботы должны пройти сквозь обломки разрушенных сооружений, во время археологических исследований, а также для проверки внутренних помещений атомных электростанций. Они могут легко перемещать по трубам.[:]

Источник: http://terraoko.com/?p=65465

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector