Pasukan robot saluran pembuangan dapat menjaga pipa kita tetap bersih, tetapi mereka harus belajar berkomunikasi
Robotics

Pasukan robot saluran pembuangan dapat menjaga pipa kita tetap bersih, tetapi mereka harus belajar berkomunikasi


Pipebots akan memeriksa retakan di dinding. Kredit: Human Studio, Penulis tersedia

Tersembunyi dari pandangan, di bawah jalan, gedung dan taman Inggris, terletak sekitar satu juta kilometer pipa. Perawatan dan perbaikan pipa-pipa ini membutuhkan sekitar 1,5 juta penggalian jalan setiap tahun, yang menyebabkan penutupan jalan baik seluruhnya atau sebagian. Pekerjaan-pekerjaan ini berisik, kotor dan menyebabkan banyak ketidaknyamanan. Harganya juga sekitar £ 5,5 miliar setahun.

Tidak harus seperti ini. Tim peneliti seperti tim saya sedang berupaya untuk mengurangi waktu dan uang yang digunakan untuk merawat pipa, dengan mengembangkan robot infrastruktur.

Di masa mendatang, robot-robot ini akan bekerja di sekitar dan bagi kita untuk memperbaiki jalan, memeriksa pipa air dan saluran pembuangan, memelihara tiang lampu, memeriksa jembatan, dan menjaga infrastruktur penting lainnya. Mereka akan dapat pergi ke tempat-tempat yang sulit atau berbahaya bagi manusia, seperti pipa saluran pembuangan yang penuh dengan gas berbahaya.

Kami sedang mengembangkan robot kecil untuk bekerja di jaringan pipa bawah tanah, baik di air bersih maupun saluran pembuangan. Mereka akan memeriksa kebocoran dan penyumbatan, memetakan lokasi pipa, dan memantau kondisi mereka jika ada tanda-tanda masalah. Tetapi apa yang terjadi ketika robot harus pergi ke tempat-tempat di mana komunikasi nirkabel kita yang ada tidak dapat menjangkau mereka? Jika kita tidak bisa berkomunikasi dengan mereka, kita tidak bisa tetap memegang kendali.

Bot pipa

Jaringan pipa bawah tanah itu rumit, bervariasi, dan sulit untuk dikerjakan. Ada banyak ukuran pipa yang berbeda, terbuat dari bahan yang berbeda, ditempatkan pada berbagai kedalaman. Mereka terhubung dalam banyak konfigurasi berbeda dan diisi ke tingkat yang berbeda dengan konten yang berbeda.

Pasukan robot saluran pembuangan dapat menjaga pipa kita tetap bersih, tetapi mereka harus belajar berkomunikasi

Pipa pipa akan berenang di sekitar jaringan pembuangan limbah dan pipa air bersih. Kredit: Human Studio, Penulis tersedia

Pipebots adalah proyek besar yang didanai pemerintah Inggris Raya yang mengerjakan robot yang akan membantu memelihara sistem pipa. Robot-robot ini akan datang dalam berbagai ukuran, tergantung pada pipa tempat mereka berada. Misalnya, yang terkecil harus muat di dalam kubus dengan sisi 2,5 cm (1 inci), sedangkan yang terbesar harus sepanjang 50 cm .

Mereka akan beroperasi secara mandiri, berkat rangkaian sensor yang terpasang. Robot akan menggunakan computer vision dan kombinasi dari akselerometer, giroskop, dan sensor medan magnet untuk mendeteksi keberadaan mereka. Mereka akan memiliki sensor jarak ultrasonik dan inframerah untuk membantu mereka menavigasi pipa. Terakhir, mereka juga akan memiliki sensor akustik dan ultrasound untuk mendeteksi retakan pada pipa air, penyumbatan pada pipa saluran pembuangan, dan untuk mengukur kondisi keseluruhan pipa tersebut.

Informasi yang dikumpulkan dengan cara ini akan dikirim ke perusahaan air yang bertanggung jawab atas pipa. Pertama-tama, robot hanya akan memantau pipa dan memanggil tim perbaikan terpisah jika diperlukan.

Salah satu tantangan terbesar adalah membuat mereka berkomunikasi satu sama lain melalui pipa. Ini membutuhkan jaringan komunikasi nirkabel yang dapat berfungsi dalam berbagai kondisi karena pipa mungkin kosong, penuh air atau limbah, atau di antara keduanya. Tiga opsi utama yang kami jelajahi adalah gelombang radio, gelombang suara, dan cahaya.

Pasukan robot saluran pembuangan dapat menjaga pipa kita tetap bersih, tetapi mereka harus belajar berkomunikasi

Robot tersebut akan memiliki sensor akustik dan ultrasonik untuk mendeteksi retakan pada pipa air. Kredit: Human Studio, Penulis tersedia

Gelombang radio

Teknologi komunikasi nirkabel yang menggunakan gelombang radio ada di mana-mana saat ini — wifi, Bluetooth, dan tentu saja, jaringan telepon seluler seperti 4G. Masing-masing bekerja pada frekuensi yang berbeda dan memiliki lebar pita yang berbeda.

Sayangnya, tidak ada satupun dari sinyal ini yang dapat menembus tanah dan bumi, kita semua sudah terbiasa dengan bagaimana koneksi ponsel terputus ketika kereta api melewati terowongan. Namun, jika kita sudah memiliki stasiun pangkalan di dalam terowongan, itu akan memungkinkan gelombang radio merambat sepanjang panjangnya.

Syukurlah, pipa saluran pembuangan sangat mirip dengan terowongan untuk gelombang radio — setidaknya saat relatif kosong. Kami mengadaptasi teknologi yang mirip dengan wifi dan Bluetooth untuk memastikan saluran pembuangan yang memeriksa Pipebots selalu memiliki koneksi ke pusat kendali.

Air memblokir gelombang radio lebih dari tanah dan bumi. Faktanya, pada frekuensi yang cukup tinggi, ia bertindak sebagai cermin. Jadi untuk tetap mengontrol robot di pipa air kita, kita harus menggunakan suara dan cahaya.

Pasukan robot saluran pembuangan dapat menjaga pipa kita tetap bersih, tetapi mereka harus belajar berkomunikasi

Mereka akan memiliki sensor jarak ultrasonik dan inframerah untuk membantu mereka menavigasi pipa. Kredit: Human Studio, Penulis tersedia

Suara dan cahaya

Metode komunikasi nirkabel menggunakan suara dan cahaya belum banyak tersedia secara komersial. Tapi mereka membuat gelombang di komunitas penelitian.

Salah satu metode, komunikasi cahaya tampak (VLC), menggunakan pemancar dan penerima, seperti LED, yang kecil dan hemat energi, dan juga menyediakan kecepatan data yang memukau, dengan urutan puluhan gigabit per detik. Namun, karena cahaya bergerak dalam garis lurus, VLC hanya dapat digunakan saat robot yang berdekatan perlu berkomunikasi. Salah satu solusi potensial adalah memiliki banyak robot di pipa yang sama, membentuk rantai daisy di mana informasi dapat bergerak di sekitar tikungan dalam pipa.

Suara, di sisi lain, dapat berjalan bermil-mil di sepanjang pipa dan akan bergerak di sekitar sudut dengan mudah. Kekurangannya adalah speaker dan mikrofon bisa jadi haus daya, dan suara tidak menawarkan kecepatan data yang sangat tinggi. Alih-alih beberapa miliar bit per detik yang dapat dikirim menggunakan teknologi 5G dan pasca-5G, gelombang suara hanya dapat membawa beberapa bit per detik. Meskipun ini sudah cukup untuk mengetahui apakah robot tertentu masih berfungsi, ini tidak akan cukup untuk menyampaikan banyak informasi berguna tentang pipa.

Ini tidak akan menjadi kasus memilih gelombang radio, suara atau cahaya. Jaringan komunikasi nirkabel yang kami kembangkan untuk pembantu kecil di bawah tanah kami akan menggunakan kombinasi metode ini. Ini akan memastikan robot melakukan apa yang seharusnya mereka lakukan, bahwa kami tetap mengontrol mereka, dan mereka memenuhi janjinya.

Kami berharap untuk memiliki sistem Pipebots penuh yang didemonstrasikan dalam jaringan yang realistis pada tahun 2024. Setelah berhasil, kami harus melalui proses sertifikasi dan kepatuhan yang menyeluruh untuk memastikan bahwa Pipebots akan aman untuk dipasang di air langsung dan jaringan saluran pembuangan.


Studi mengidentifikasi alasan utama kegagalan saluran pembuangan


Disediakan oleh The Conversation

Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel aslinya.The Conversation

Kutipan: Pasukan robot saluran pembuangan dapat menjaga pipa kami tetap bersih, tetapi mereka harus belajar berkomunikasi (2021, 26 Januari) diambil 26 Januari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-01-army-sewer- robots-pipe-theyll.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Data SGP 2020