Roboty wykorzystujące sztuczną inteligencję zmieniają sposób naprawy europejskich dróg
Utrzymanie dróg jest niezbędne dla bezpieczeństwa i rozwoju gospodarczego, pozostaje jednak jedną z najbardziej niebezpiecznych i najdroższych usług publicznych. Finansowany ze środków UE projekt HERON(odnośnik otworzy się w nowym oknie) zakładał zautomatyzowanie tych operacji poprzez stworzenie pierwszej zintegrowanej platformy robotycznej, która potrafi łatać dziury w drodze, uszczelniać pęknięcia, malować ponownie oznaczenia, a nawet wykonywać zadania przed i po pracach, takie jak ustawianie pachołków drogowych i raportowanie.
Rozwiązywanie problemu dotyczącego „nieuporządkowania” materiałów drogowych
Automatyzacja robót drogowych nie wymaga jedynie zastąpienia pracowników ramionami robotów. Materiały takie jak bituminy(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i kruszywa zachowują się nieprzewidywalnie oraz zmieniając się pod wpływem zmian temperatury i wilgotności. Koordynator projektu Nikos Bakalos tłumaczy: „Najbardziej nieoczywistym wyzwaniem nie było zapewnienie precyzji ramienia robota, ale nieuporządkowana natura samych materiałów. Asfalt i kruszywa nie zachowują się jak części przemysłowe, lecz są kapryśne i zmieniają swoją lepkość oraz kleistość przy każdej zmianie temperatury czy wilgotności”. Te trudności wymagały zastosowania zaawansowanych strategii wykrywania i sterowania, aby mieć pewność, że system poradzi sobie ze zmiennością, z którą ludzie radzą sobie instynktownie.
Poruszanie się i podejmowanie decyzji w rzeczywistych środowiskach
Pojazdy HERON zaprojektowano z myślą o poruszaniu się autostradach i drogach miejskich, gdzie tradycyjne narzędzia nawigacyjne mają istotne ograniczenia. Systemy Real Time Kinematic(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (RTK-GNSS) mogą zapewniać dokładność do kilku centymetrów, ale przestają być niezawodne w tunelach i przejściach podziemnych. Metody Simultaneous Localisation and Mapping(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (SLAM), które tworzą mapy na podstawie danych z czujników, takich jak kamery, lub LiDAR(odnośnik otworzy się w nowym oknie), system laserowy, który tworzy trójwymiarowe mapy otoczenia, są lokalnie spójne, ale często wpadają w dryf w powtarzalnych sytuacjach na drodze. Rozwiązaniem zespołu było połączenie obu tych podejść, co pozwoliło zapewnić niezawodność w różnych środowiskach. Po wykryciu usterek badacze zajęli się problemem planowania interwencji. Zespół HERON opracował hybrydowe przepływy pracy obejmująca człowieka i robota, w których operatorzy mogą nadzorować i dostosowywać działania robotów w czasie rzeczywistym. Bakalos wyjaśnia to następująco: „W praktyce trudno jest stworzyć w pełni autonomiczny proces w tych warunkach i obecnie bardziej odpowiednie jest podejście hybrydowe, obejmujące człowieka i robota”. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe było połączenie automatyzacji z nadzorem człowieka w systemie, zwłaszcza w przypadku skomplikowanych scenariuszy utrzymania.
Wdrożenie rozszerzonej i wirtualnej rzeczywistości w codziennych działaniach
Podczas gdy narzędzia rzeczywistości rozszerzonej i wirtualnej są często traktowane jako opcjonalne dodatki, zespół HERON od razu wyposażył w nie platformą. Narzędzia te poprawiły świadomość sytuacyjną, ponieważ umożliwiły personelowi pracującemu zdalnie oględziny usterek, symulację przepływów pracy i weryfikację interwencji bez bezpośredniego narażania się na ruch uliczny. Bakalos dodaje: „Rozszerzona i wirtualna rzeczywistość stały się kluczowe dla realizacji tej misji, gdy uświadomiliśmy sobie, jak ważna jest świadomość sytuacyjna, zarówno dla centrum kontroli, jak i dla personelu pracującego w terenie”. Oznacza to mniejsze ryzyko dla operatorów, a jednocześnie przyspiesza i zwiększa niezawodność kontroli i interwencji.
Zastosowanie w urzędach odpowiedzialnych za utrzymanie dróg
Łącząc drony, roboty naziemne, wykrywanie oparte na sztucznej inteligencji i wizualizację immersyjną, zespół HERON stworzył wielofunkcyjny ekosystem do utrzymania dróg. Oprócz kwestii technicznych zwrócił on uwagę na potrzebę zaktualizowania procedur i ram zamówień publicznych, aby urzędy mogły włączyć robotykę do codziennych działań. Dzięki demonstracji zautomatyzowanego wykrywania usterek, bezpiecznej interwencji robotów i zintegrowanego raportowania projekt HERON stanowi krok w kierunku predykcyjnej konserwacji i wykorzystania cyfrowych bliźniaków w zarządzaniu infrastrukturą.
