Les centrales nucléaires pourraient être démantelées à l’avenir avec l’aide d’équipes de robots autonomes connus sous le nom de SMuRF, ont suggéré des scientifiques.

Des ingénieurs de l'Université de Glasgow, de l'Université de Manchester, du Bristol Robotics Laboratory et de l'Université Heriot-Watt sont à l'origine du développement du système SMuRF, abréviation de Symbiotic Multi-Robot Fleet.

Le système fournit une méthode transparente permettant aux robots à roues, à quatre pattes et aéroportés de collaborer et d'accomplir des tâches qui pourraient être difficiles ou nuisibles à entreprendre par des humains seuls.

Au lieu de cela, un seul superviseur humain peut observer à distance les actions des robots alors qu’ils partagent les données des capteurs entre eux, combinant ainsi leurs capacités pour obtenir des résultats bien au-delà de la portée d’une seule machine.

Les SMuRF pourraient offrir aux autorités, aux régulateurs et à l'industrie une méthode plus sûre et plus rapide de surveillance des installations nucléaires, tout en ouvrant de nouvelles opportunités pour la maintenance des infrastructures d'ingénierie dans des environnements difficiles comme les plates-formes éoliennes offshore.

Dans un nouvel article publié dans la revue Cyber-systèmes et robotique IET, les chercheurs expliquent comment ils ont déployé le SMuRF lors d'une démonstration pratique dans les installations de Robotics and Artificial Intelligence Collaboration (RAICo) à Cumbria.

RAICo est une collaboration entre l'Autorité britannique de l'énergie atomique (UKAEA), la Nuclear Decommissioning Authority (NDA), Sellafield Ltd et l'Université de Manchester.

Au cours de la démonstration, le SMuRF a accompli avec succès une mission d'inspection dans une installation de stockage radioactif simulée contenant certains des défis rencontrés dans les environnements réels de déclassement d'énergie nucléaire.

La capacité des robots à collaborer est le résultat d’un système informatique sophistiqué développé par les chercheurs, qu’ils appellent « système cyber-physique » ou CPS.
Le CPS est capable de communiquer avec jusqu’à 1,600 XNUMX capteurs, robots et autres actifs numériques et physiques en temps quasi réel. Cela permet également à des robots dotés de capacités et de systèmes d’exploitation très différents de travailler ensemble et, surtout, de mettre à jour l’opérateur humain.

Les données collectées et traitées par le CPS permettent de créer un jumeau numérique 3D d'un espace réel. Cela permet au SMuRF de naviguer dans l'espace et d'effectuer des tâches avec un minimum de surveillance, tout en fournissant aux opérateurs humains une multitude de données via un tableau de bord numérique spécialement conçu pour aider le SMuRF à prendre des décisions éclairées si nécessaire. Les opérateurs humains peuvent également prendre le contrôle direct des robots s’ils en ont besoin.

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La combinaison des capacités des robots leur a permis d’accomplir une série de tâches souvent appliquées à la surveillance des radiations autour des sites nucléaires, appelées nettoyage post-opérationnel.

Les robots ont collaboré pour cartographier l'environnement, créant un jumeau numérique 3D de l'espace à l'aide de leurs capteurs embarqués, qui a été soutenu par une cartographie plus approfondie à partir d'un drone aérien piloté par un opérateur humain.

Spot de Boston Dynamics a récupéré des outils pour des analyses plus rapprochées à l'aide de son bras flexible, tandis que les robots à roues Scout et CARMA ont cartographié les niveaux de rayonnement dans l'environnement de test. Le robot CARMA a détecté avec succès un déversement simulé de liquide radioactif sous un baril de déchets, une détection qui pourrait aider à garantir un confinement et un nettoyage appropriés dans un environnement réel.

Daniel Mitchell, de la James Watt School of Engineering de l’Université de Glasgow, est l’auteur correspondant de l’article. Il a récemment été nommé étoile montante 2023 de l’Institution of Engineering and Technology en reconnaissance de l’impact de ses recherches.

Il a déclaré : « Les robots que nous avons programmés et conçus dans ce prototype SMuRF ont chacun leurs propres capacités et limites, ainsi que leur propre système d'exploitation.

« Lors du déploiement du SMuRF au RAICo, nous avons pu montrer à quel point les robots peuvent travailler ensemble et comment le jumeau numérique que nous avons construit peut fournir une connaissance situationnelle remarquable aux opérateurs humains.

« Cela pourrait les rendre parfaitement adaptés aux défis liés au travail dans des environnements potentiellement dangereux tels que l’inspection nucléaire et le déclassement.
"Les humains seront toujours tenus de superviser et de diriger la flotte de robots, mais leur haut niveau d'autonomie pourrait contribuer à assurer la sécurité des personnes en leur permettant d'interagir avec les robots depuis leur bureau au lieu de se rendre sur les lieux de travail."

David Flynn, professeur de systèmes cyberphysiques à l'Université de Glasgow, est co-auteur de l'article. Le professeur Flynn a ajouté : « Ces types de flottes robotiques autonomes ont un grand potentiel pour entreprendre un large éventail de travaux dangereux, sales, ennuyeux, lointains et coûteux.

« En plus du travail dans le secteur nucléaire, il existe un énorme potentiel supplémentaire dans des secteurs tels que la production d’électricité offshore, où les SMuRF pourraient effectuer de nombreuses tâches d’inspection et de réparation de routine. Actuellement, ces tâches sont coûteuses car elles nécessitent souvent que le personnel soit héliporté vers des sites offshore, un processus qui peut être entravé par les intempéries.

« Cependant, ils sont d’une importance cruciale pour éviter les temps d’arrêt et garantir un flux constant d’électricité vers le réseau. Avoir une équipe de robots en permanence sur place pour effectuer ces tâches de routine maximiserait le potentiel de toutes sortes de plateformes d’énergies renouvelables.

"La prochaine étape de nos recherches consiste à intégrer une gamme plus large de robots dans nos flottes, dotés de capacités encore plus diverses à détecter leur environnement, à s'y déplacer de nouvelles manières et à manipuler des objets."

Le Dr Paul Baniqued de l'Université de Manchester a déclaré : « L'architecture numérique a été inspirée par le système de gestion de flotte, comme on le voit dans les jeux vidéo stratégiques, qui représentent des membres individuels du SMuRF opérant simultanément dans l'environnement du jumeau numérique. Cela permet à l’opérateur humain de concentrer son attention sur une seule interface, permettant ainsi une meilleure compréhension de la tâche à accomplir.

L’article de l’équipe, intitulé « Leçons apprises : écosystème de robots autonomes symbiotiques pour les environnements nucléaires », est publié dans IET Cyber-Systems and Robotics. La recherche a été financée par le Conseil de recherche en ingénierie et en sciences physiques (EPSRC).

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• La source: https://envirotecmagazine.com/2023/12/18/smurfs-could-help-make-nuclear-decommissioning-work-safer/