Doğalgaz Boru Hattı Haritalama, Arıza Tespit ve Onarım Robotu
CMU Robotik Enstitüsü, arızalı doğal gaz boru hatlarını onarmak için robotlar tasarladı, ve bu sayede milyonlarca dolar tasarruf etmeyi başardı…
Carnegie Mellon Üniversitesi’ndeki bir grup araştırmacı doğalgaz boru hatlarının denetimi ve onarımı için modüler bir robot teknolojisi geliştirdi.
Carnegie Mellon Üniversitesi Robotik Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, doğalgaz boru hatlarını koruma şeklimizi değiştirebilecek üç yıllık bir projeyi tamamlamanın eşiğinde.
Tekerleklerle donatılmış modüler bir robotun doğalgaz boru hatlarının içinde ilerlediğini, karmaşık rotalarının haritasını çıkardığını, sızıntıları tespit ettiğini ve hatta yerinde onarımlar gerçekleştirdiğini bir hayal edin.
Bilgisayar bölümü profesörü Kavčić-Moura Howie Choset, ve araştırma bilimcisi Lu Li ile işbirliği içinde bu iddialı projeye liderlik ediyorlar. Choset, karşı karşıya oldukları mevcut zorlukları dile getirirken şunun altını çiziyor:
Bizim için büyük ölçüde erişilemez olan boru hattı altyapılarının gizli karmaşıklıklarına dikkat çekerek, “Tüm eski boruların nerede olduğunu dahi bile bilmiyoruz.”
Doğalgaz Boru Hatlarına Odaklanmak
Çeşitli endüstriyel uygulamalara yönelik robotlar geliştiren önceki çalışmalarıyla tanınan CMU’nun Biyorobotik Laboratuvarı ekibi, şimdi doğal gaz boru hatlarına odaklanıyor.
ARPA-E’nin REPAIR programı aracılığıyla ABD Enerji Bakanlığı tarafından finanse edilen proje, doğal gaz boru hatlarını içeriden denetleyebilecek ve onarabilecek robotik bir sistem oluşturmayı amaçlıyor.
Bu çabanın ardındaki motivasyon açıktır; ABD, iki milyon milden fazla gaz dağıtım hattından oluşan geniş bir ağa sahip ve onarımların maliyeti mil başına 10 milyon dolara kadar çıkmaktadır.
REPAIR programı, robotlar ve akıllı kaplamalar kullanarak mevcut boruların içine yeni borular inşa ederek süreçte devrim yaratmayı ve potansiyel olarak milyonlarca dolar tasarruf etmeyi amaçlıyor.
CMU tarafından geliştirilen robotik sistem, modülerliği ve uyarlanabilirliğiyle öne çıkıyor. İki inçlik tekerlekler ve üstte üçüncü bir tekerlekle donatılmış bir mobilite modülüne sahip olan robot, gerekli onarım malzemeleri de dahil olmak üzere 60 pound’a kadar yük taşıyabiliyor.
Dokuz mil boruyu sekiz saatte inceleyerek en hızlısı olmasa da, aynı zaman diliminde 2,8 mil hızla yerinde onarım yapabilme yeteneği devrim niteliğindedir.
Bu sistemi gerçekten ön plana çıkaran şey, gösterinin yıldızı olan Illinois Üniversitesi tarafından geliştirilen bir reçinedir. Başlangıçta yumuşak dondurmaya benzeyen reçine, borunun iç duvarına uygulandıktan birkaç saniye sonra sertleşiyor.
CMU’nun robotu, reçineyi sürekli bir boncuk halinde uygulayan, robot birkaç adım ileri giderken boru boyunca spiral çizen bir eğirme nozulu ile donatılmıştır. Onarımlara yönelik bu yenilikçi yaklaşım, DOE’nin en az 50 yıl süren onarım ihtiyacını karşılayarak verimlilik ve dayanıklılık sağlıyor.
Sorunları Haritalama, Detaylandırma ve Tanımlama
Sistem ayrıca, boru rengini inceleyen ve hassas ölçümler yapmak için lazerleri kullanarak, üç boyutlu rekonstrüksiyonlar oluşturan, yüksek çözünürlüklü optik sensörlü bir haritalama modülü de içeriyor.
Artırılmış gerçeklik, mühendislerin sahadaki kusurları ve yapısal sorunları belirlemesine yardımcı olur. Yapay zeka, boruların son derece ayrıntılı haritalarını oluşturmak için eş zamanlı yerelleştirme ve haritalama (SLAM) kullanarak robot tarafından toplanan verileri işler.
Araştırmacılar, sistemlerini zaten 200 metrelik bir aralık kullanarak test ettiler ve nihai hedefleri ise iki kilometreye (yaklaşık 6.500 fit) ulaşmaktı.
Şuan geliştirilen 12 inç çapındaki borular için tasarlanmış olup, 6 inçlik borulara yönelik de yeni bir versiyon ise geliştirilme aşamasındadır ve ekip, yakın gelecekte boyutun zorlu bir şekilde iki inçlik çapa düşürülmesini öngörüyor.
Doğal gaz çok önemli bir enerji kaynağı olmayı sürdürürken, CMU Robotik Enstitüsü’nün tekerlekli robotu, doğal gaz boru hatlarındaki görünmez zorluklara yalnızca bir bakış sunmakla kalmıyor, aynı zamanda somut bir çözüm sunuyor.
Boru hattı bakımında maliyet tasarrufu, verimlilik ve uzun ömürlülük potansiyeli ufukta görünüyor ve Carnegie Mellon Üniversitesi’nin basın bülteninde belirtildiği gibi araştırmacılar, altyapı inovasyonunda adeta yeni bir çağa öncülük ediyor.
Abdul-Rahman Oladimeji Bello | Interesting Engineering
