Robotter skal holde øje med kloakrørene
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Robotter skal holde øje med kloakrørene

Illustration: Bigstock/mulderphoto

Små automatiske inspektionsrobotter, der enten flyder, kører eller snor sig gennem kloakrørene, kan potentielt spare de danske vandselskaber for mange millioner årligt til renovering af kloaknettet.

Det er tanken bag det nye treårige ASIR-projekt, som blandt andet Aalborg Universitet, Syddansk Universitet og EnviDan skal føre ud i livet med blandt andet 13 mio. kr. i støtte fra Innovationsfonden.

»Vores analyser viser, at kloaksystemerne udskiftes før den forventede levetid er opnået. Tesen i det her projekt er, at vi med bedre løbende viden om tilstanden kan opnå større levetid,« siger Mads Uggerby, der er chef for Forskning og Udvikling hos EnviDan.

»Derfor er målet nogle små robotter, som kan bo nede i rørene og lave mange gentagne observationer, så vi kan forudsige kloakkens fysiske tilstand langt mere præcist,« siger han.

Projektet skal munde ud i et værktøj til forsyningsselskaberne, som ved hjælp af machine learning-algoritmer kan forudsige, hvornår fejl på ledningsnettet kræver aktion, og hvornår rørene har flere gode år tilbage.

For at fodre algoritmerne med løbende, brugbare observationer er planen at udvikle en automatisk batteridreven robot med sensorer og billedgenkendelsesteknologi, der i sidste ende kan tage afsæt i dockingstationer i kloakbrøndene.

Projektet er stadig på det spæde stadie, men holder ambitionen til mål, vil man kunne inspicere måske ti gange så meget af kloakrørene for samme pris, som det i dag koster at få billeder fra rørene, forventer Mads Uggerby.

Kloakrør udskiftes for tidligt

Idéen til projektet opstod hos EnviDan, da de gennemgik en række danske forsyningsselskabers investeringer. Her faldt de konsekvent over det misforhold, at kloakledninger gennemsnitligt blev udskiftet, lang tid før den forventede levetid på 75 år var nået.

Ifølge Mads Uggerby skyldes det blandt andet mangel på information om ledningsnettets tilstand. I dag foregår inspektioner ved, at et manuelt styret tv-kamera sendes ned i kloakken af en TV-operatør, som manuelt afrapporterer, hvad kameraet viser.

»Samme strækning inspiceres måske kun hvert tiende eller tyvende år. Derfor lyder vurderingen i dag ikke, om rørene kan holde de næste fem år, men i stedet om de kan holde helt til næste gang de inspiceres,« siger Mads Uggerby.

Tidligere har WaterTech beskrevet, hvordan machine learning-algoritmer kan give mulighed for mere effektiv vedligeholdelse af kloaksystemet på trods af en svingende datakvalitet på området.

Og selv med dette hullede datagrundlag har EnviDan i den senere tid haft held med at lade algoritmer vurdere, hvornår kloakanlæg er saneringsmodne. Mere og bedre data vil dog give helt nye muligheder.

»Hvis vi får billeder af samme kloakrør hvert år i fem år, så kan vi begynde at se, hvordan konkrete fejl udvikler sig over tid, og bruge det til at lave forudsigelser. Det er det, vi mangler i dag,« siger Mads Uggerby.

Det kan blive meget værd for forsyningsselskaberne. Aarhus Vand, der ligesom Hofor og Vandcenter Syd er med i projektet, har regnet ud, at de alene kan spare 10 til 15 mio. kr. årligt, hvis de i gennemsnit forlænger levetiden af kloakrørene med bare 10 procent.

I dag sender Aarhus Vand i gennemsnit rørene på pension efter kun 56 år, og da den regnskabsmæssige levetid ligger på 75 år, er målet på 10 procent ikke urealistisk, mener Mads Uggerby.

Hvis Aarhus Vands eksempel gjaldt hele landet, ville de danske forsyningsselskaber kunne spare i størrelsesordenen af 170 mio. kr. årligt.

Kørende, flydende eller snoende

Først skal robotten dog bygges. Eller rettere sagt: robotterne. Både Syddansk Universitet og virksomheden TinyMobileRobots har nemlig meldt sig under projektets faner og hver valgt at udvikle sin egen robot.

»Det er lidt usædvanligt, men vi har valgt at lave en slags venskabelig konkurrence mellem os,« siger Jens Peder Kristensen, adm. direktør i TinyMobileRobots.

Kravene til robotten er, at den skal kunne komme rundt i kloakrør med en diameter på ned til 20 centimeter, den skal kunne modstå store mængder vand og svingende ph-værdier samt manøvrere i et miljø med indtrængende rødder, vandaflejringer, delvist knækkede rør, og hvad der ellers måtte være af uforudsete forhindringer.

For TinyMobileRobots gælder det om at skrumpe og hærde deres eksisterende landmålerrobot, TinySurveyor. SDU bygger derimod fra bunden, og her er alle muligheder stadig åbne.

»Især i SDU's projekt har vi åbnet op for, at alle ideer skal afprøves. Lige fra om robotten skal flyde med strømmen, sno sig som en slange, eller om det bliver en hjulbaseret model,« siger Jens Peder Kristensen.

Behovet for at spare energi taler for en flydende løsning, hvor strømmen i kloakvandet giver robotten fremdrift. Det taler samtidig mod den noget mere eksperimentelle ‘slangerobot’.

Men alle løsninger har fordele og ulemper, fortæller Jens Peder Kristensen.

»Hvis jeg skulle gætte, forventer jeg, at vi ender med en hjulbaseret løsning. Det er bare typisk det mest stabile,« siger Jens Peder Kristensen.

Navigerer efter kloakbrøndene

Robotten skal både kunne finde rundt i rørene, opdage mulige forhindringer samt spotte og klassificere forskellige slags fejl.

Selve navigationen sker med udgangspunkt i kloakbrøndene, hvor robottens missioner også begynder og slutter - i første omgang med manuel afhentning og levering, på længere sigt ved dockingstationer.

Med GIS-modeller af kloaksystemet som indre kort, og sensorer der kan vurdere afstanden til brøndene, har robotterne et godt udgangspunkt for at finde rundt, fortæller Jens Peder Kristensen.

Derudover skal robottens visionssystem også være i stand til at opdage og reagere på alle potentielle forhindringer. De skal kunne identificeres, inden der sker skade, via de mere end én million videoer fra tidligere inspektioner, som projektet har fået adgang til.

I kloakkerne er der sjældent mulighed for at navigere forbi eller rundt om forhindringer, så hvis en indtrængende rod eller andet blokerer robottens vej frem, vil den højst sandsynligt skulle vende om til sidst passerede brønd.

»Vi ved heldigvis fra inspektionsvideoerne, at der er relativt få af den slags forhindringer, som vil kunne stoppe robotten,« siger Jens Peder Kristensen.

Hvornår bliver en skade et problem?

Teknologien til at tolke videooptagelserne fra kloakrobotten skal udvikles af Aalborg Universitet i samarbejde med den spanske virksomhed Inloc Robotics.

De skal lave et billedgenkendelsessystem, der gør det muligt automatisk at klassificere fejl og slid i rørene baseret på sensordata fra robotten.

I takt med, at mere og mere af denne slags data fodres til machine learning-algoritmer, vil man blive i stand til at kunne forudsige, hvordan fejl udvikler sig, fortæller Mads Uggerby fra Envidan.

»Skader, revner og andet bliver jo først et problem, når de får konsekvenser for funktionen af kloaksystemet. Det er det, vi håber, vores algoritmer kan forudsige for os, når vi lærer dem, hvordan forskellige slags fejl udvikler sig,« siger han.

Envidan skal bygge det sidste lag i projektet, hvor alt data analyseres og efterfølgende præsenteres for forsyningsselskaberne.

De håber desuden på at kunne koble datastrømmen fra robotterne med andre typer data. For eksempel data, der viser, hvad der foregår oven over kloakrørene.

»Jo klogere vi bliver på, hvorfor et rør bliver dårligt, desto bedre bliver vi jo også til forudsigelserne,« siger Mads Uggerby.

»Noget, jeg vil gætte på er afgørende her, er mængden af graveaktivitet i jorden over kloakrørene. Hvis vi begynder at få den slags informationer tilgængelige for vores algoritmer, så vil det jo kunne gøre forudsigelserne endnu bedre,« siger han.

Med intens træning af machine learning-algoritmerne bliver det måske endda i fremtiden muligt igen at drosle ned for hyppigheden af inspektionerne, mener han.

Emner : Kloakker
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Allerede i dag kan man inspicere kloakrør, men det er åbenbart for dyrt til at blive gjort mere regelmæssigt eller bedre efter behov, når kloakrørene bliver + 50 år.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten