Intelligenza artificiale per O&M in ambienti estremi: il futuro è della robotica autonoma

A cura di Andrea Ballocchi

Eolico offshore, ma anche siti nucleari e miniere: l’impiego dell’intelligenza artificiale per O&M in ambienti estremi diventa cruciale. Stiamo parlando di interventi di Operation and Maintenance, ma anche di ispezione. In tutti questi casi diventeranno preziosi robot autonomi, in grado di svolgere operazioni ad altissimo rischio per gli esseri umani.

Progettare soluzioni di robotica intelligente, capace di riparare una pala o una turbina eolica come di introdursi in miniere abbandonate per comprendere il loro stato e gli eventuali rischi di collasso è una sfida che la ricerca sta per vincere. Lo dimostrano gli esiti di tre progetti avviati nel Regno Unito, finanziati dall’industria e dalle Agenzia Istituzionali per l’Innovazione (Innovate UK):

• MIMRee, prima piattaforma multi-robot completamente autonoma per l’ispezione, la manutenzione e la riparazione di turbine eoliche off-shore
• Connect-R, per la progettazione di robot modulari autocostruiti per lo smantellamento nucleare
• Prometheus, dedicato alla ideazione di robot completamente autonomi per indagini geotecniche in miniere

A tutti e tre i progetti lavora una scienziata italiana, Sara Bernardini, professoressa di Intelligenza Artificiale alla Royal Holloway University di Londra. La sua ricerca combina AI, robotica avanzata e ottimizzazione matematica, concentrandosi sulla progettazione e l’ingegneria di sistemi intelligenti e autonomi per applicazioni complesse del mondo reale.

La sua ricerca è particolarmente preziosa non solo per spingere sempre più in là le potenzialità della robotica in ambienti estremi, ma anche per le implicazioni economiche che può avere. Solo per l’energia eolica, i costi di O&M dei parchi eolici offshore possono essere compresi tra 0,027 e 0,048 dollari/kWh (dati IRENA).

Ci sono poi da considerare gli impatti del cambiamento climatico sulle future operazioni e manutenzione dell’eolico offshore che, come ha mostrato un recente studio presentato da Copernicus, rendono rilevante per la pianificazione strategica per i prossimi 20-30 anni.

Ma soprattutto, si deve considerare solo a livello europeo, l’espansione prevista dall’UE nella strategia dedicata alle fonti rinnovabili offshore (in primis l’eolico), passando dai 12 GW attuali ad almeno 60 GW entro il 2030 fino a 300 GW entro il 2050.

L’Offshore Renewable Energy (ORE) Catapult stima che il sistema MIMRee ridurrà il costo del funzionamento e della manutenzione di un parco eolico offshore di 26 milioni di sterline.

Intelligenza artificiale per O&M: la progettazione di robot autonomi. Per comprendere come applicare tecniche di intelligenza artificiale per O&M in ambienti estremi è bene comprendere cosa siano questi ultimi. Essi comprendono tutti gli ambienti in cui la presenza umana è impraticabile o ad alto rischio: senza considerare le missioni spaziali, pensiamo per esempio agli interventi di manutenzione nell’eolico offshore, oppure in siti nucleari oppure nelle miniere, oppure ancora in casi di eventi come sismi o nubifragi.

Il robot in questi casi – come anche nello spazio – è un alleato prezioso. Tuttavia, non si può pensare a un singolo tecnico che segua ogni turbina e svolga ispezioni o manutenzioni: considerando le svariate decine di turbine che sorgono in ogni parco eolico diventa un’operazione complessa ma soprattutto economicamente onerosa.

Servono quindi robot autonomi, in alcuni casi di differenti tipi per svolgere un intervento combinato. Autonomia significa intelligenza, ovvero capacità di adattarsi alla situazione in modo rapido e indipendente, dovendo affrontare ambienti complessi, o addirittura sconosciuti, ricchi di criticità e variabili e prendere decisioni in modo rapido ed efficiente.

Nel caso del progetto MIMRee, per esempio, si tratta di missioni completamente autonome relative a compiti di ispezione, manutenzione e riparazione nei parchi eolici offshore. “Si tratta del primo progetto al mondo che realizza un intervento di manutenzione completamente autonoma, dal trasporto dei robot al luogo fino all’intervento vero e proprio di ispezione, manutenzione e riparazione” evidenzia la docente di Artificial Intelligence, nonché co-PI (Principal Investigator) del progetto.

Un’imbarcazione senza pilota porta i droni al parco eolico: da qui si alzano in volo, recando con loro robot addetti alla riparazione che si arrampicano sulle pale per svolgere interventi di Operation and Maintenance.

Continua a leggere su Tech4Future.it