Войти
 RACE (Удаленные приложения в сложных средах) | |
| Аббревиатура | RACE |
|---|---|
| Формация | 2014 |
| Тип | Исследовательская ассоциация / институт |
| Цель | Приложения удаленного управления |
| Местоположение |
|
| Обслуживаемый регион | По всему миру |
| Материнская организация | UKAEA |
| Филиалы | The Welding Институт, Национальная физическая лаборатория (Соединенное Королевство) |
| Веб-сайт | http://www.race.ukaea.uk/ |
Удаленные приложения в сложных средах (RACE) - это удаленное управление и испытательная лаборатория робототехники, расположенная в научном центре Калхэма недалеко от Оксфорда, Великобритания, управляемая UKAEA. В рамках стратегии правительства Великобритании по робототехнике и автономным системам (RAS) это одна из инициатив, поддерживающих развитие и рост удаленного управления. RACE использует широкий спектр знаний из прошлого опыта UKAEA и CCFE в удаленном управлении, используемом на JET (Joint European Torus ).
RACE определяет «сложную среду» как среду, условия которой делают невозможным или неприемлемым для людей выполнение полезной работы. Физические проблемы, которые необходимо преодолеть, могут включать высокую радиацию, экстремальные температуры, ограниченный доступ, работу в вакууме и магнитных полях. Комбинации таких условий обычно встречаются в таких секторах, как атомная, космическая, нефтехимическая, строительная и горнодобывающая. RACE сотрудничает с промышленностью и академическими кругами, чтобы использовать другие навыки в области робототехники и удаленного управления для разработки решений, которые работают надежно, безопасно и экономично в самых экстремальных условиях, которые только можно представить. Долгосрочная цель RACE - проектировать и эксплуатировать установки и механизмы в течение длительных периодов времени без ручного вмешательства.
Созданная в 2014 году, RACE - это новое фирменное наименование единицы удаленной обработки UKAEA. Эта установка существует с 1990-х годов для поддержки эксперимента по ядерному синтезу Joint European Torus. Теперь RACE использует все знания, полученные в Remote Handling (также известном как Telerobotics ), полученные в результате более чем 30 000 часов уникальных и разнообразных операций на судне JET. Удаленные операции на судне в JET включали резку, сварку, крепление болтами и транспортировку примерно 7000 компонентов при замене всех плиток в JET на стену, подобную ITER.
JET - крупнейший в мире экспериментальный токамак ядерный термоядерный реактор. Бомбардировка нейтронами высокой энергии, образующимися в реакциях ядерного синтеза, может активировать некоторые компоненты и опорные конструкции, делая их радиоактивными на длительные периоды времени. Это было наиболее серьезным после первых экспериментов DT (дейтерий / тритий) на JET в 1997 году. Кроме того, многие плитки, облицованные плазмой, покрыты бериллием, который при вдыхании в виде пыли представляет дополнительную опасность для всех, кто работает внутри реактора. Поэтому JET всегда уделял большое внимание удаленному управлению, чтобы обеспечить возможность полного удаленного выполнения максимального количества задач.
Две 12-метровые змеевидные стрелы проникают в вакуумный сосуд, доставляя камеры и инструменты, позволяющие операторам работать удаленно.
Основным инструментом является MASCOT, тактильный манипулятор "ведущий-ведомый", который позволяет оператору чувствовать каждое действие от переноски нового компонента до затяжки болта. Было завершено девять длительных остановов, в которых использовалась эта система, и операторы приобрели высокую квалификацию в самых сложных задачах.
Машина JET представляет собой сложное устройство, детальная конфигурация которого изменяется в соответствии с требованиями физических экспериментов. Система удаленного управления должна выполнять две функции:
Опыт показывает, что вмешательство удаленного управления обеспечивает более высокую точность и снижает примесей, чем отправка людей внутрь тора, как они делали в прошлом.
JET - это очень сложная среда для робототехники: высокая доза облучения, повышенные температуры, ограниченный доступ, большое сложное оборудование и некоторые очень сложные процедуры проверки и обслуживания критического пути, которые должны выполняться надежно и без сбоев.
Телеманипулятор MASCOT на судне JET (Joint European Torus ) RACE будет разрабатывать робототехнические решения для международного термоядерного эксперимента ITER в Кадараш, Франция.
Дистанционное управление и техническое обслуживание будут критически важны для эффективной и действенной работы машины ИТЭР на полной ядерной фазе. Некоторые области, требующие осмотра или обслуживания, будут недоступны вручную из-за радиации и нехватки места, и потребуют развертывания индивидуальных систем дистанционного обслуживания. RACE поддерживает промышленность в разработке ряда критически важных систем дистанционного управления, включая систему дистанционного управления Divertor Remote Handling System (RHS), Neutral Beam RHS и Cask Plug RHS.
DEMO - это концептуальная демонстрационная термоядерная электростанция, использующая все знания, полученные в области ядерного синтеза, для создания коммерческой электростанции.
После ИТЭР, DEMO будет поставлять термоядерную электроэнергию в сеть и продемонстрирует возможность термоядерного синтеза в качестве источника энергии. RACE играет ведущую роль в разработке концепций удаленного управления DEMO. Признано, что удаленное обслуживание будет определяющим устройством и критически важным для будущих термоядерных электростанций. Термоядерный реактор должен быть спроектирован таким образом, чтобы его можно было обслуживать дистанционно с помощью специальных дистанционно управляемых инструментов. Кроме того, во время эксплуатации любой отказ этих инструментов повлияет на доступность установки и, следовательно, на коммерческую жизнеспособность.
RACE модернизировал большой манипулятор, названный телескопическим шарнирно-сочлененным дистанционным манипулятором (TARM), чтобы использовать его в качестве исследовательского испытательного стенда для манипулирования тяжелой полезной нагрузкой с помощью гибкого сверхрезервного механизма. Это исследование позволит установить, есть ли у этих концепций потенциал для развития в утвержденные инженерные проекты, которые могут быть реализованы в рамках параметров стоимости и надежности, необходимых для получения коммерчески жизнеспособной базовой нагрузки электроэнергии путем термоядерного синтеза.
RACE в партнерстве с Советом по науке и технологиям содействует заключению крупного контракта на проектирование, производство и установку оборудования с дистанционным управлением в Активная ячейка Европейского источника расщепления (ESS), которая строится в Лунде, Швеция.
Активная ячейка будет получать активированные компоненты от целевой станции ESS, которая содержит вращающееся вольфрамовое целевое колесо. Мишенное колесо нужно будет менять каждые несколько лет. Его необходимо обработать и упаковать перед отправкой на склад долговременных отходов.
Из-за размера целевого колеса активная ячейка представляет собой железобетонную ячейку размером 12 на 12 на 12 метров. Операции в закрытом контейнере такого размера невозможно проводить с помощью манипуляторов, проходящих через стену, поэтому в конструкции используется дистанционно управляемое оборудование, которое доставляется двумя дистанционно управляемыми кранами. В камере нет окон, поэтому операторы, сидящие в соседних комнатах, будут использовать несколько камер для управления различными процессами обработки и уменьшения размера. Оборудование в камере будет состоять из режущего оборудования для уменьшения размера, силовых манипуляторов (также называемых роботами), кранов, защитных и транспортировочных ящиков. Выполняемые задачи включают обработку, ремонт, восстановление, тестирование и утилизацию крупных активированных компонентов.
Общей чертой всей деятельности RACE является «система управления системами». JET, ITER, DEMO и ESS являются примерами сложных систем, зависящих от эффективной совместной работы нескольких роботизированных устройств.
По мере роста сложности робототехники и автономных систем системы необходимо будет адаптировать и комбинировать различными способами для достижения уникальных функций. Кроме того, требуется способность планировать регулярные обновления программного и аппаратного обеспечения и устаревание оборудования. RACE разработала интегрированные цифровые инструменты, включая виртуальную реальность, дополненную реальность, тактильные ощущения, управление операциями и мониторинг состояния для моделирования и управления реальным оборудованием. В основе этого цифрового инструментария лежит сетевой протокол «система систем».
Это программное обеспечение было разработано для обеспечения возможности аппаратного обеспечения с самоописанием предлагать и запрашивать данные у других участников. Это решает извечную проблему устаревания и быстро меняющихся сетей, а также позволяет программным средствам, включая пользовательские интерфейсы, получать доступ и управлять всем спектром аппаратных устройств и датчиков. Прототип программного обеспечения использовался для управления заказным и готовым коммерческим оборудованием от различных поставщиков. Он позволяет использовать все современные технологии независимо от поставщика или типа платформы.
Ожидается, что подключенные и автономные транспортные средства (CAV ) принесут огромные социальные, промышленные и экономические выгоды всему миру. Эти инновационные автомобили обладают потенциалом для расширения нашей производственной базы, повышения производительности, повышения безопасности, уменьшения заторов и освобождения места, обычно предназначенного для транспортных средств в городских районах. Автономные транспортные средства могут также изменить место проживания и работы людей и повлиять на дизайн транспортных систем, наших домов, поселков и городов.
При такой далеко идущей новой технологии необходимо создать комплексные испытательные центры, которые позволят заинтересованным сторонам изучить технические, коммерческие, этические, правовые и социальные вопросы. RACE имеет доступ к 10 км дорог, развязок, кольцевых светофоров и пешеходных переходов в пределах безопасной территории Калхэма.
В партнерстве с Millbrook (часть Spectris Plc) RACE получила финансирование от Центра подключенных и автономных транспортных средств для размещения части испытательного стенда CAV в Великобритании. Четыре местоположения будут продвигаться по всему миру компанией Meridian и использоваться для изучения всех вопросов, касающихся развертывания автономных транспортных средств, включая мобильность как услугу.
RACE также является частью консорциума DRIVEN, который разрабатывает парк из шести автомобилей, которые будут двигаться автономно (с бортовым водителем) из Оксфорда в Лондон в 2019 году. Oxbotica, автономный автомобиль, созданный в Оксфордском университете., использует дороги вокруг RACE более 12 месяцев и накопил более 5000 км автономных транспортных средств 4-го уровня.
Были получены дополнительные инвестиции для разработки «CAV Pit Lane» для использования разработчиками. RACE станет центром тестирования автономных транспортных средств, работающим с производителями автомобилей, компаниями-разработчиками программного обеспечения, страховщиками, регулирующими органами, советами, поставщиками услуг и общественностью.
Полный набор стандартных методов тестирования позволяет проводить независимую оценку возможностей роботов с поддающимися количественной оценке результатами. Были разработаны стандарты для измерения мобильности удаленных систем, датчиков, потребления энергии, связи, ловкости, долговечности, надежности, логистики, безопасности, автономности и квалификации оператора.
Эти методы помогут разработчикам робототехники оценивать производительность в соответствии с потребностями пользователей, принимать решения о покупке и развертывании, а также обеспечивать целенаправленное обучение операторов.
Это уникальное средство в Великобритании, предоставляющее разработчикам роботов признанную во всем мире систему тестирования.
RACE TEST - это нейтральная испытательная установка, независимая от производителей, позволяющая проводить открытое сравнение производительности системы.
