В предыдущих статьях представлен достаточно обширный обзор методов обследования туннелей и роботизированных систем с упором на проблему структурного обследования
В этой статье открыта дискуссия в контексте представления решений, основанных на предстоящих улучшениях в области робототехники и смежных областях, с тем чтобы иметь более полное представление о будущих тенденциях развития технологий и новых подходах.
Что касается сложных и неструктурированных сред, то подавляющее большинство крупных инспекционных систем не могут или испытывают трудности с надлежащей работой из-за использования колесных платформ.
Одним из возможных решений могло бы стать использование роботов с ногами, напоминающими насекомых, например, роботизированной системы сбора урожая, разработанной John Deer, или робота, созданного компанией Boston Dynamics, для преодоления пересеченной и неровной местности и предотвращения неожиданных препятствий.
Другой технологией, применимой к будущему процессу инспекции туннелей, которая позволяет избежать ограничений в мобильности, являются беспилотные летательные аппараты (БПЛА)
Есть некоторые работы, которые начинают использовать этот подход. Одним из преимуществ является то, что эти роботы могут быть изготовлены по низкой цене и использоваться не перекрывая какую-либо из полос дорожного движения. Полный рой роботов с уменьшенными габаритами может быть использован для более быстрого и полного выполнения процесса инспекции, одновременно собирая большие объемы данных.
Также более продвинутым решением было бы использование гуманоидов и антропоморфных роботов.
Эти роботы, обладают потенциалом в использовании тех же средств передвижения и инструментов, что и человеческие работники в настоящее время, но в свою очередь не подвергают людей связанными с инспекцией рисками.
С другой стороны, уменьшение размеров роботов с развитием нанотехнологий может привести в будущем к другим видам проверок с использованием нанороботов, так же известных как наноботы
Эти наномеханизмы могут проникать в стены туннелей через трещины или небольшие трещины и выполнять инспектирование и структурную оценку материалов изнутри или осуществлять поиск невидимых трещин в экстрадиционных материалах.
Испытания, которые в настоящее время являются в той или иной мере разрушительными, могут проводиться с использованием наноботных механизмов, исключающих любого рода повреждения.
С точки зрения включения профилактических мероприятий в фазу проектирования, еще одной хорошей идеей является учет процессов осмотра и технического обслуживания во время строительства сооружения.
Рельсы могут быть размещены вдоль туннелей, для установки робота-рельса
Таким образом, робот (например, манипулятор робота с датчиками на наконечнике) может перемещаться по конструкции и осматривать ее с помощью различных датчиков. Кроме того, робот может хранить различные инструменты и датчики и брать их только тогда, когда это необходимо для оценки конструкции туннеля.
Нынешние достижения в области обмена и хранения больших массивов данных и информации способствуют автоматизации процесса инспектирования туннелей
Данные о туннелях можно сохранять и извлекать, и этот процесс должен в скором времени стать доступным во всем мире благодаря комплексным услугам. Данные могут использоваться для сравнения различных проверок одного и того же туннеля или аналогичных туннелей по всему миру. Информация из близлежащих и аналогичных структур может быть использована для получения представления о движении земли и прогнозирования того, как это повлияет на сооружения.
Хотя в робототехническом сообществе предпринимаются значительные усилия, существующие сегодня роботизированные системы контроля туннелей страдают рядом недостатков, которые необходимо преодолеть
Большинство описанных систем полностью или частично зависят от управления человеком. Это требует, чтобы оператор находился в неудобной и опасной среде. Кроме того, в некоторых случаях информации, полученной в ходе инспекции, недостаточно для проведения полной оценки туннеля, и требуются дополнительные проверки с участием операторов.
Кроме того, полученные данные иногда обрабатываются после проверки, что продлевает время получения результатов и подвергает туннель опасности аварий в случае возникновения каких-либо серьезных недостатков.
Одним из основных решений этой проблемы является обеспечение полной автономности системы
Именно эту цель преследуют последние разработки, такие как проекты TunConstruct и ROBINSPECT.
Полностью автономная система может проводить осмотр туннеля без ущерба для безопасности операторов. Что касается доработанного проекта TunConstruct, то появилась возможность разработать полуавтономную систему, способную проводить обработку для устранения трещин. Что касается разрабатываемого проекта ROBINSPECT, то его основная цель заключается в самостоятельном прохождении через туннельную среду, выявлении и описании дефектов и последующей отправке информации на контрольный пункт, где данные будут собраны для сравнения с предыдущими проверками в целях проведения полной оценки состояния туннеля.
Будущие системы должны быть способны как к техническому обслуживанию, так и к инспектированию при минимальном вмешательстве человека, а возможно, и вообще без надзора
В настоящее время проводится много исследований, направленных на разработку более совершенных систем, способных выполнять точные и экономичные инспекции, техническое обслуживание и оценку гражданских сооружений, которые в большей степени безопасны в окружающей среде и требуют меньших бюджетных затрат на возмещение ущерба.
