Robotická koule k průzkumu nebezpečných míst

Michal Polák  |  Technika

Vědci z technické univerzity MIT představili koncept robotické koule určené pro průzkum okolí jaderného reaktoru. Vedle toho ale mohou podobná zařízení pracovat několik kilometrů pod hladinou nebo na jiných planetách.

Tvar koule má několik výhod. Má ideální poměr plochy vůči objemu a navíc jsou všechny její povrchové body ve stejné vzdálenosti od středu. To se projevuje především v rovnoměrném namáhání tlakem a schopnosti pracovat například i v několikakilometrové hloubce pod vodou.

Mimochodem vůbec první, kdo navrhl použít kouli pro ponorku, byl Američan David Bushnell v roce 1775 při válce za nezávislost. Pravda, koule to nakonec úplně nebyla, ale tvar se jí velmi blížil. Kvůli němu také ponorka dostala přezdívku Želva.

Uvnitř seděla jedna osoba, jejímž úkolem bylo nepozorovaně se přiblížit k trupům nepřátelským lodím a připevnit k nim nástražnou výbušninu – minu. K bojovému úspěchu nedošlo, jednou narazila ponorka na příliš silné pancéřování a podruhé byla potopena fregatou.

První předchůdce robotických koulí pro pohyb ve vodě byl ještě řízen člověkem pomocí jednoduchého kormidla. O pohon se staral lodní šroub v přední části.
První předchůdce robotických koulí pro pohyb ve vodě byl ještě řízen člověkem pomocí jednoduchého kormidla. O pohon se staral lodní šroub v přední části.

Ke kontrole jaderných reaktorů

Současní vědci navrhují autonomní robotické koule mnohem menších rozměrů, určené pro pohyb po souši i do mořských hlubin. Tým z americké technické univerzity MIT (Massachusetts Institute of Technology) nedávno představil koncept robotické koule určené pro inspekce jaderných reaktorů, konkrétně jejich potrubí. Z principu nejde o nový nápad – vzpomenout si lze například na malé lékařské roboty, kteří mají proudit uvnitř lidského těla jako drobní pomocníci.

Nedávné exploze v jaderné elektrárně Fukušima vyvolané zemětřesením a vlnou tsunami podnítily i další země k diskuzím nad bezpečností vlastních atomových elektráren. Velkou komplikací při revizích reaktorů je ale řada potrubí, jejímž úkolem je vést chladicí vodu.

Video: Dálkově ovládaný robot byl použit i po havárii ve Fukušimě. Pracoval na místech, kde bylo i pro dobře chráněné osoby příliš velké nebezpečí ozáření, byť jen při několika minutovém pobytu.

Potrubí se kontroluje ultrazvukem. Ten je však podle Harry Asada, ředitele jedné z laboratoří MIT, schopný odhalit jen větší poškození. Autonomní robotická koule by se v takových potrubích sama pohybovala a prováděla vizuální průzkum a měření přímo v potencionálním zdroji problému. Má malý odpor a její pohyb uvnitř potrubí by neměl být v ničem omezován. Veškerá naměřená data mají být ukládána do interní paměti a současně vysílána na vzdálenost až sta metrů.

Robotická koule určená pro inspekce potrubí jaderných reaktorů. Ke své stabilizaci bude zřejmě používat trojici ventilů. Jejich jednotlivým uzavíráním a otevíráním bude docházet ke změně tlaku a tedy i orientace koule v kapalině.  Foto: MIT
Robotická koule určená pro inspekce potrubí jaderných reaktorů. Ke své stabilizaci bude zřejmě používat trojici ventilů. Jejich jednotlivým uzavíráním a otevíráním bude docházet ke změně tlaku a tedy i orientace koule v kapalině. Foto: MIT

Pod vodou jako doma

Velký pokrok v oblasti vodních kulovitých robotů uskutečnila Laboratoř autonomních systémů z Havajské univerzity. Její podmořský robot ODIN (Omni-Directional Intelligent Navigator) je schopný ponořit se bez poškození až do hloubky neuvěřitelných šesti kilometrů. Jen pro srovnání: americká útočná ponorka třídy Seawolf je schopná ponoru maximálně do hloubky 610 metrů.

Podmořští roboti se dají použít k vědeckým výzkumům dna oceánů nebo také ke špionáži.

Podvodní ponorka ODIN využívá k pohybu miniaturní lodní šrouby umístěné do všech os, podobně jako je tomu u kosmických lodí s jejich reaktivním systémem stabilizace. Foto: University of Hawaii
Podvodní ponorka ODIN využívá k pohybu miniaturní lodní šrouby umístěné do všech os, podobně jako je tomu u kosmických lodí s jejich reaktivním systémem stabilizace. Foto: University of Hawaii

Využití na cizích planetách

Robotické koule ale mohou zůstat i na souši. Důkazem jsou tomu návrhy na jejich využití pro průzkum povrchů planet Sluneční soustavy, zejména pak Marsu. Jako vhodný pohon se nabízí obyčejný vítr.

NASA už takovou kouli o průměru dvou metrů testovala na arktické polární stanici. Velkou nevýhodou je ale nemožnost zasahovat do pohybu takových průzkumníků. Měření a průzkumy by tak byly náhodné.

Na Marsu by se koule mohla pohybovat sama, tam vítr je. Pokud bychom chtěli používat takové roboty na jiných planetách a mít možnost zasahovat do jejich pohybu, nabízí se řešení v podobě uvnitř umístěného pohyblivého závaží a dalších zařízení podobného principu.

Video: Vizualizace robotické koule pohybující se po povrchu Marsu. Mohly by jich tam být stovky až tisíce.

Problémem pro delší autonomní mise může být zásobování energií. Jsme sice schopni nanést solární články i na nafukovací objekt, nemůžeme ale zabránit jejich opotřebení během pohybu po nerovném povrchu plném menších, či větších prachových částic, půdy a řady kamenů. Jestli tedy někde mají robotické koule našlápnuto k úspěchu, tak je to voda.

Nejčtenější