ربات‌های کوچک در تعمیر لوله‌های آب نشت‌دار

میکروربات‌هایی که می‌توانند لوله‌های آب را بررسی، ترک‌ها را تشخیص و به صورت خودکار آنها را تعمیر کنند. آن‌ها نشتی‌ها را کاهش داده و از کارهای حفاری پرهزینه جلوگیری می‌کنند. این ربات‌های کوچک که Pipebots نامیده می‌شوند، می‌توانند انقلابی در نحوه مدیریت زیرساخت‌های آب ایجاد کنند و به صرفه‌جویی در بخشی از سه میلیارد لیتر آبی که روزانه در انگلستان و ولز از طریق لوله‌های نشتی هدر می‌رود، کمک کنند.
شبکه آب بریتانیا با طول کلی حدود ۳۵۰،۰۰۰ کیلومتر، به دوران ویکتوریا برمی‌گردد. با قدیمی شدن زیرساخت‌های زیرزمینی، ترک‌ها و گسل‌ها باعث نشت مداوم آب می‌شوند – با سرعتی که برای پر کردن ۱۲۰۰ استخر شنای المپیک کافی است. کوچکترین نشتی‌ها می‌توانند مشکلات قابل توجهی ایجاد کنند. در حال حاضر، تنها راه برای کارگران انسانی برای شناسایی نقص، حفاری و یافتن نشتی در پیچ و خم لوله‌ها است. این کار می‌تواند روزها جستجو طول بکشد و منجر به هزینه‌های بالا و بسته شدن جاده‌ها شود که بر مشاغل و ساکنان اطراف تأثیر می‌گذارد. کارهای مربوط به خیابان‌های عمومی حداقل ۴ میلیارد پوند در سال برای اقتصاد بریتانیا هزینه دارد و می‌تواند باعث اختلال در کسب‌وکارها و ساکنان شود.
برای مقابله با این مشکل، محققان دانشکده مهندسی مکانیک، هوافضا و عمران دانشگاه شفیلد، با همکاری دانشگاه‌های بیرمنگام، بریستول و لیدز، مجموعه‌ای از ربات‌های مینیاتوری با حسگرهای جدید را توسعه داده‌اند که می‌توانند در لوله‌ها حرکت کرده و به طور خودکار نقص‌ها را بررسی کنند. کوچکترین ربات ۴۰ میلی‌متر عرض دارد. این ربات‌ها مجهز به حسگرهای صوتی کوچک و با مشخصات بالا و دوربین‌هایی هستند که آنها را قادر می‌سازد آزادانه حرکت کرده و نقص‌ها را تشخیص دهند.
بدون نیاز به کندن جاده‌ها یا پیاده‌روها، می‌توان یک دسته از ربات‌های لوله‌کش را در یک مرکز استقرار قرار داد و توسط یک مهندس از طریق یک شیر آتش‌نشانی به داخل لوله آب فرستاد. سپس این ربات‌های کوچک گشت‌زن، منطقه را بررسی می‌کنند، گسل‌ها را اسکن می‌کنند و داده‌ها را به مهندس روی زمین منتقل می‌کنند.
ربات‌های لوله‌کش هوشمند هستند و از هرگونه منطقه محدود، مانند اتصالات مشتری، اجتناب می‌کنند و به طور مشترک برای پاکسازی سریع و کارآمد مناطق همکاری می‌کنند. آن‌ها به پاهای همه‌کاره مجهز هستند که آن‌ها را قادر می‌سازد تا از هر مسیر دشواری که ممکن است در زیر زمین با آن مواجه شوند، عبور کنند. آن‌ها همچنین می‌توانند در یک برد کوتاه با یکدیگر صحبت کنند، بنابراین می‌توانند برای انجام وظایف و حل مشکلات با یکدیگر همکاری کنند.
لوله‌های آب نشت‌دار یکی از بزرگترین مشکلاتی هستند که صنعت آب با آن مواجه است، نه تنها در بریتانیا، بلکه در سطح جهانی، زیرا شرکت‌ها و دولت‌ها با زیرساخت‌های فرسوده دست و پنجه نرم می‌کنند. در حالی که فناوری‌های بازرسی لوله بهبود یافته‌اند، نظارت بر وضعیت لوله‌های آب و یافتن نشتی در این شبکه‌های وسیع، به ویژه هنگامی که نشتی‌ها کوچک هستند، هنوز فوق‌العاده دشوار است.
ربات‌های لوله‌کشی می‌توانند انقلابی در نحوه نگهداری زیرساخت‌های آبی ایجاد کنند و می‌توانند به طور قابل توجهی از هدررفت حدود سه میلیارد لیتر آب روزانه در انگلستان و ولز بکاهند. این ربات‌ها فشار بر منابع را کاهش می‌دهند و به طور بالقوه بخشی از ۴ میلیارد پوندی که سالانه به دلیل کارهای عمرانی و اختلالات مرتبط با آن از دست می‌رود را برای اقتصاد بریتانیا ذخیره می‌کنند. جدا از لوله‌های آب، این ربات‌ها قادر به فعالیت در طیف وسیعی از محیط‌های دیگر، از جمله فاضلاب، لوله‌های گاز و مکان‌های خطرناکی هستند که برای انسان غیرقابل دسترس هستند.
به لطف بودجه دفتر خدمات آب (OFWAT)، محققان شفیلد در حال کار بر روی سه پروژه با شرکایی از صنعت آب و مقامات محلی در سراسر بریتانیا هستند تا ربات‌ها را برای رفع نیازهای خاص صنعت تطبیق دهند. این کار شامل موارد زیر است:
• پروژه‌ای برای توسعه، ساخت و آزمایش یک ربات فاضلاب خودکار که در فاضلاب زندگی می‌کند و دائماً در حال بازرسی و ارسال هشدار در مورد محل دقیق گرفتگی‌ها است، زیرا گرفتگی‌ها شروع به شکل‌گیری می‌کنند.
• پروژه‌ای برای توسعه فناوری برای بازرسی‌های ارزیابی وضعیت در خطوط لوله فاضلاب زنده که امکان برنامه‌ریزی و اولویت‌بندی کارهای بازسازی را فراهم می‌کند و خطر خرابی منجر به آلودگی را کاهش می‌دهد.
•پروژه‌ای برای توسعه فناوری برای تعمیر نشتی‌ها از داخل خطوط لوله آب زنده، بدون حفاری‌های مخرب و با حداقل وقفه در تامین آب.