智能机器人助力探查地下管道堵塞

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街道的下面是复杂的管道,对其进行定期检查或修复,通常需要将其挖出来,但这种方法成本高昂,还可能扰乱交通、滋扰居民、破坏环境。英国研究人员在《机器人与人工智能前沿》杂志上发表的一项新研究表明,英国微型机器人可在最窄的管道网络中穿行,并将损坏部分或有障碍物存在的图像传给人类操作员。

利兹大学教授内塔·科恩博士团队展示的一种名为“乔伊”的微型机器人,可完全自主探索真实的地下管网,甚至无需相机导航。乔伊是第一个能够独自在直径仅为7.5厘米的迷宫管道中导航的机器人,它的重量只有70克,甚至小到可放在手掌中。

乔伊借助3D打印的“轮腿”行走,这种轮腿可在笔直的路段上滚动,也可在小障碍物上行走。它配备了一系列节能传感器,可测量它到墙壁、交叉口和角落的距离,还配备了导航工具、麦克风和摄像头,以及用于拍摄管网中的故障并保存图像的“聚光灯”,原型机的生产成本为300英镑。

该团队展示了乔伊能够在没有任何人类操作员指示的情况下,通过一个实验管道网络找到方向,这个管道网络包括一个T形接头、一个左右角、一个死胡同、一个障碍物和三个笔直的部分。平均而言,乔伊仅用了45秒多一点的时间就探索了大约1米长的管网。研究人员还证实,机器人很容易地在泥泞和湿滑的斜坡上移动。

传感器可让乔伊在不需要打开摄像头或使用耗电的计算机视觉的情况下导航。这既节省了能源,又延长了乔伊的电池寿命。每当电池电量不足时,乔伊就会回到原点,“补充”能量。

研究人员表示,其目标是开发一群可交流和合作的“乔伊们”,而且它们还将通过一个名为“袋鼠妈妈”的母亲机器人进行部署。袋鼠妈妈将配备更复杂的传感器和机械臂等修复工具,并携带多个乔伊。最终,该系统能够检查和绘制管网的状况图,监控管道甚至执行维护任务。

 
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