I robot da tunnelling inaugurano la nuova era della manutenzione urbana
La riparazione di condutture idriche danneggiate e la posa di cavi Internet ad alta velocità fanno parte della consueta vita urbana e richiedono lo scavo di trincee per accedere a tubi e cavi sotterranei. Sebbene la manutenzione di tali infrastrutture sia essenziale per garantire il mantenimento di standard di vita urbani elevati, i blocchi stradali, gli ingorghi e l’aumento di inquinamento che ne conseguono possono a volte rendere la vita cittadina stressante e sgradevole. «Ci siamo resi conto che non esisteva una tecnologia di perforazione in grado di orientarsi e di muoversi autonomamente in uno spazio sotterraneo», spiega Carlos Balaguer, coordinatore del progetto BADGER e professore presso il laboratorio di robotica dell’Università Carlos III di Madrid, in Spagna. «Questo significa che le installazioni o le ispezioni sotterranee richiedono scavi di grandi superfici, il che può risultare costoso e provocare notevoli disagi».
Visione a tunnel
Il progetto BADGER ha tentato di affrontare questa sfida sviluppando macchinari da tunnelling intelligenti, in grado di realizzare opere infrastrutturali urbane con il minimo disagio. Per riuscirci, sono state combinate tecnologie esistenti per scavi «trenchless» (senza trincee) e per la mappatura ambientale. «Ci siamo ispirati alla tecnologia robotica spaziale», osserva Balaguer. «La nostra visione è stata quella di far muovere il robot di BADGER in modo autonomo nello spazio sotterraneo, rimuovendo la terra e facendosi strada nel sottosuolo, impiegando al tempo stesso tecniche avanzate di rilevamento per auto-localizzarsi e prendere decisioni operative». Il robot stesso dispone di una struttura modulare, con molteplici gradi di libertà di movimento alla maniera di un verme, ispirata dalla natura. Un georadar intelligente di superficie e a bordo rileva gli ostacoli e crea automaticamente il percorso del robot. Ciò significa che il robot di BADGER può muoversi autonomamente intorno a vari ostacoli quali rocce, tubi e fondamenta degli edifici. Dopo aver sviluppato una rete di tunnel di calibro ridotto, il robot è in grado di rilevare, ispezionare e valutare lo stato di servizi interrati, nonché di mappare e visualizzare il sottosuolo in modalità tridimensionale. Il robot è dotato di robusti strumenti industriali di perforazione, il che implica la possibilità di svolgere attività di riparazione a livello sotterraneo.
Intelligenza artificiale sotterranea
Il progetto è stato collaudato con successo a Lennestadt, in Germania, e a Madrid, in Spagna. Entrambe le dimostrazioni hanno fornito condizioni atmosferiche e del suolo contrastanti. «In entrambe le situazioni, il robot è stato programmato per scavare vari piccoli tunnel a differenti angolazioni», afferma Balaguer. «Questi tunnel, del diametro di soli 225 cm circa, sono sufficienti per consentire l’esecuzione del lavoro di manutenzione, senza la necessità di scavare trincee. Questa tecnica dispone del potenziale per ridurre drasticamente inquinamento, rumore, ingorghi e quindi, in sostanza, i disagi per i cittadini». Balaguer ritiene che BADGER abbia il potenziale per essere impiegato come strumento di sostegno fondamentale per i professionisti della manutenzione in superficie. «Una console di controllo comunica con il robot sotterraneo tramite una connessione cablata oppure wireless, utilizzando trasmettitori installati lungo il tunnel», aggiunge. «La gran quantità di dati raccolta nel corso delle operazioni sotterranee fa sì che il robot possa migliorare costantemente le sue capacità percettive e cognitive. Questi dati possono anche essere memorizzati e analizzati per consentire l’efficiente pianificazione offline, nonché il monitoraggio e il controllo online a distanza dell’intero processo operativo». Il team di BADGER, insieme a varie aziende, sta attualmente valutando nuove potenziali applicazioni per il robot BADGER, tra cui caratterizzazione e ispezione orizzontali di campi petroliferi, esplorazione di terreni per l’energia geotermica e persino operazioni di salvataggio per le catastrofi naturali e artificiali.
Parole chiave
BADGER, infrastruttura, perforazione, traffico, tunnel, ingorgo, geotermico, robot
