Roje czujników umożliwiają badanie świata
Ludzie są urodzonymi odkrywcami, a każde nowe środowisko, które odkrywamy daje nam dostęp do nowych zasobów wiedzy, dzięki którym możemy usprawniać nasze społeczeństwa. Wciąż jednak pozostaje jeszcze wiele do odkrycia i zbadania – w tym konstrukcje, które budujemy każdego dnia. Mapowanie rurociągów może pomóc nam w wyszukiwaniu problemów konstrukcyjnych lub nieszczelności, które mają wpływ na dostawy wody pitnej, a także w sprawdzaniu jej jakości. Badanie podziemnych kanałów może pozwolić nam na zwiększanie wydajności wydobycia gazu ziemnego i pomóc nam w poszukiwaniu nowych miejsc do składowania CO2 uzyskanego przy pomocy technologii wychwytywania. Zaglądanie w głąb wulkanów oraz lodowców może pomóc naukowcom lepiej modelować zmiany klimatyczne. Niestety, nawet najbardziej zaawansowane czujniki nie pozwalają nam na bezpieczne i skuteczne badanie tych miejsc. Opracowaniem takiego rozwiązania zajął się zespół projektu Phoenix (Exploring the Unknown through Reincarnation and Co-evolution), który połączył elementy programowe i sprzętowe z rozwiązaniami sztucznej inteligencji do stworzenia roju czujników w formie niewielkich robotów, które mogą przemieszczać się do nieznanych miejsc, badając teren przy pomocy czujników i jednocześnie mapując otoczenie. „Nieustannie spotykamy się z ludźmi, którzy są zainteresowani testowaniem naszej technologii Phoenix SMARBLE w nowych zastosowaniach, między innymi kontroli przemysłowych zbiorników mieszających, kanalizacji oraz oczyszczalni wody, monitoringu domowym oraz zastosowaniach medycznych – aczkolwiek to ostatnie wybiega dość mocno w przyszłość”, mówi Peter Baltus, profesor i przewodniczący grupy ds. układów scalonych Wydziału Elektryki Politechniki w Eindhoven i koordynator projektu Phoenix.
Zaawansowana prostota
Niewielkie roboty charakteryzują się średnicą zaledwie 6 centymetrów, jednak zastosowanie zaawansowanych podzespołów pozwoli na zmniejszenie ich średnicy do centymetra lub mniejszej. Zastosowanie zaawansowanej technologii akumulatorów pozwoli na znaczące wydłużenie działania urządzeń. Niewielkie roboty wykorzystują zminiaturyzowane i niezwykle sprawne czujniki ultradźwiękowe i przetworniki, które zajmują mniej miejsca i zużywają mniej energii. Przeprowadzone testy wykazały, że pod wodą roboty mogą komunikować się na odległość kilku metrów. Większość rozwiązań sprzętowych wykorzystanych w ramach rozwiązania to elementy dostępne na rynku, dostosowane w celu ich miniaturyzacji i zwiększenia ich efektywności energetycznej. W przyszłości takie rozwiązania będą mogły zostać bezproblemowo wymieniane w ramach postępów technologii.
Inteligencja roju
Do kluczowych rozwiązań, na których opiera się ta innowacyjna technologia, należy możliwości samodzielnej organizacji, dostosowywania się do nowych warunków i podziału zadań pomiędzy poszczególne jednostki. Elastyczność takiego rozwiązania pozwala na wykorzystanie tej technologii w nowych zastosowaniach – miejscach, które wymagają mniejszych rozmiarów, lepszych parametrów czujników, dłuższego czasu pracy oraz wytrzymałości na działanie warunków fizycznych i środków chemicznych. „Phoenix sprawia wrażenie idealnego rozwiązania, które pozwala na dopasowanie go do różnych wymagań – dzieje się tak dlatego, że nie musimy oprzeć się na jednej kuli z czujnikami, która wykonuje całą pracę, zamiast tego możemy rozdzielić zadania” wyjaśnia Baltus.
Jak feniks z popiołów
Zespół projektu Phoenix nawiązał kontakty z wieloma zainteresowanymi podmiotami, które widzą zastosowanie tej technologii w swojej pracy lub w prowadzonych przez siebie badaniach. „Cieszę się, że nasze spotkanie spotyka się z tak wielkim zainteresowaniem i entuzjazmem, a jeszcze kilka lat temu było uważane za mrzonkę na miarę filmów fantastyczno-naukowych. Jestem przekonany, że nie bylibyśmy w stanie uzyskać innego źródła finansowania – nikt nie zainwestowałby w tak ryzykowny pomysł, w związku z czym nie bylibyśmy w stanie badać i rozwijać tej technologii. Bez programu Horyzont 2020 byłoby to po prostu niemożliwe!”
Słowa kluczowe
Phoenix, roboty, badanie, mapowanie, czujniki, środowisko, rurociągi