Aplicaciones remotas en entornos difíciles

• Utilizamos nuestra amplia experiencia en diseño, aplicación y operaciones para desarrollar soluciones que funcionen de forma fiable, segura y rentable.
• Desarrollar sistemas completos de gestión operativa que permitan el mantenimiento y la sustitución, de forma fiable y remota, de componentes críticos, delicados y complejos.
• Colaborar con el mundo académico para crear un canal de innovación para nuevas ideas.
• Colaboramos con la industria, ofreciendo consultoría técnica, diseño mecánico, sistemas de control y experiencia en operaciones.

JET es el reactor de fusión nuclear tokamak experimental en funcionamiento más grande del mundo . El bombardeo de neutrones de alta energía producidos en las reacciones de fusión nuclear puede activar algunos componentes y estructuras de soporte, volviéndolos radiactivos durante largos periodos de tiempo. Esto fue especialmente grave tras los primeros experimentos con DT (deuterio/tritio) en JET en 1997. Además, muchas baldosas en contacto con el plasma están recubiertas de berilio , que, si se inhala en forma de polvo, supone un riesgo adicional para cualquier persona que trabaje dentro del reactor. Por lo tanto, JET siempre ha dado gran importancia a su sistema de manejo remoto, para garantizar que el mayor número posible de tareas se puedan realizar completamente a distancia.

Dos brazos articulados de 12 metros de longitud, con forma de serpiente, se extienden hacia el interior de la cámara de vacío, suministrando cámaras y herramientas para que los operarios puedan trabajar de forma remota.

La herramienta principal es MASCOT, un manipulador háptico local-remoto que permite al operario sentir cada acción, como transportar un nuevo componente o apretar un tornillo. Se han completado nueve paradas de planta utilizando este sistema.

La máquina JET es un dispositivo complejo cuya configuración detallada cambia según lo dicten los requisitos experimentales de física. El sistema de manipulación remota debe cumplir dos funciones:

• La reparación de cualquier fallo del sistema detiene el experimento.
• Modificación de los componentes del toroide para nuevos experimentos.

La experiencia demuestra que las intervenciones de manipulación remota logran una mayor precisión e introducen menos impurezas que el envío de personas al interior del toroide, como se hacía en el pasado.

JET representa un entorno exigente para la robótica: alta dosis de radiación, temperaturas elevadas, acceso limitado, equipos grandes y complejos, y algunos procedimientos críticos de inspección y mantenimiento que deben completarse de forma fiable y sin fallos.

RACE desarrollará soluciones robóticas para el experimento internacional de fusión ITER en Cadarache, Francia.

Las operaciones y el mantenimiento remotos serán fundamentales para el funcionamiento eficaz y eficiente de la máquina ITER en la fase nuclear completa. Algunas áreas que requieren inspección o mantenimiento no serán accesibles manualmente debido a la radiación y la falta de espacio, y requerirán el despliegue de sistemas de mantenimiento remoto a medida. RACE está apoyando a la industria en el desarrollo de varios sistemas críticos de manipulación remota, incluidos el Sistema de Manipulación Remota del Divertor (RHS), el RHS del Haz Neutro y el RHS del Casquillo y el Tapón. ^{[ 1 ]}

DEMO es la planta de energía de fusión conceptual que utiliza todos los conocimientos adquiridos en fusión nuclear para crear una planta de energía comercial.

Tras ITER, DEMO suministrará electricidad de fusión a la red y demostrará la viabilidad de la fusión como fuente de energía. RACE desempeña un papel fundamental en el desarrollo de los conceptos de manipulación remota de DEMO. Se reconoce que el mantenimiento remoto será crucial para el funcionamiento de las futuras centrales de fusión. Un reactor de fusión debe diseñarse para poder recibir mantenimiento remoto mediante herramientas específicas operadas a distancia. Además, durante su funcionamiento, cualquier fallo de estas herramientas afectará a la disponibilidad de la planta y, por consiguiente, a su viabilidad comercial.

RACE ha reacondicionado un gran manipulador, denominado Manipulador Telescópico Articulado Remoto (TARM), para utilizarlo como banco de pruebas de investigación para la manipulación de cargas pesadas mediante un mecanismo flexible e hiperredundante. Esta investigación determinará si los conceptos tienen potencial para convertirse en diseños de ingeniería validados que puedan implementarse dentro de los parámetros de costo y confiabilidad necesarios para generar electricidad de carga base comercialmente viable a partir de la fusión nuclear.

RACE, en colaboración con el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas, está facilitando un importante contrato para el diseño, la fabricación y la instalación de equipos operados a distancia en la Instalación de Celdas Activas de la Fuente Europea de Espalación (ESS), que se encuentra en construcción en Lund, Suecia.

La instalación de celdas activas recibirá componentes activados de la estación objetivo ESS, que contiene una rueda objetivo giratoria de tungsteno. Esta rueda deberá reemplazarse cada pocos años. Es necesario procesarla y empaquetarla antes de enviarla a un depósito de residuos a largo plazo.

Debido al tamaño de la rueda objetivo, la instalación de celda activa es una celda de hormigón armado de 12 m x 12 m x 12 m. Las operaciones dentro de una caja cerrada de este tamaño no se pueden realizar con manipuladores que atraviesen las paredes, por lo que el diseño se basa en equipos operados remotamente y transportados por dos grúas también operadas remotamente. La celda no tiene ventanas, por lo que los operadores, ubicados en salas adyacentes, utilizarán varias cámaras para controlar los diversos procesos de manipulación y reducción de tamaño. El equipo en la celda constará de equipos de corte para la reducción de tamaño, manipuladores motorizados (también conocidos como robots), grúas, blindaje y cajas de transporte. Las tareas a realizar incluyen el procesamiento, la reparación, la renovación, las pruebas y la eliminación de componentes activados de gran tamaño.

Un denominador común en todas las actividades de RACE es el control de " sistemas de sistemas ". JET, ITER, DEMO y ESS son ejemplos de sistemas complejos que dependen del funcionamiento eficiente y colaborativo de múltiples dispositivos robóticos.

A medida que aumenta la complejidad de la robótica y los sistemas autónomos, será necesario adaptarlos y combinarlos de diversas maneras para lograr funcionalidades únicas. Además, se requiere la capacidad de planificar para gestionar las actualizaciones periódicas de software y hardware, así como la obsolescencia de los equipos. RACE ha desarrollado herramientas digitales integradas que incluyen realidad virtual, realidad aumentada , háptica, gestión de operaciones y monitorización de estado para la simulación y el control de hardware real. El núcleo de este conjunto de herramientas digitales es un protocolo de red de «sistema de sistemas».

Este software se ha diseñado para que el hardware autodescriptivo pueda ofrecer y solicitar datos a otros miembros. Esto resuelve el problema recurrente de la obsolescencia y la rápida evolución de las redes, y además permite que las herramientas de software, incluidas las interfaces de usuario, accedan y controlen toda la gama de dispositivos y sensores de hardware. El prototipo de software se ha utilizado para controlar equipos personalizados y comerciales de diversos proveedores. Permite el uso de todas las tecnologías modernas, independientemente del proveedor o el tipo de plataforma.

Con una tecnología tan novedosa, es fundamental establecer instalaciones de prueba que permitan a las partes interesadas explorar los aspectos técnicos, comerciales, éticos, legales y sociales. RACE tiene acceso a 10 kilómetros de carreteras, intersecciones, rotondas, semáforos y pasos de peatones dentro del recinto seguro de Culham.

En colaboración con Millbrook (parte de Spectris Plc), RACE ha obtenido financiación del Centro para Vehículos Conectados y Autónomos para albergar parte del banco de pruebas de vehículos autónomos del Reino Unido. Meridian promocionará a nivel mundial cuatro ubicaciones que se utilizarán para explorar todos los aspectos relacionados con el despliegue de vehículos autónomos, incluida la movilidad como servicio .

RACE también forma parte del consorcio DRIVEN, que está desarrollando una flota de seis vehículos que circularán de forma autónoma (con un conductor de seguridad a bordo) desde Oxford hasta Londres en 2019. Oxbotica, la empresa derivada de vehículos autónomos de la Universidad de Oxford, lleva más de 12 meses utilizando las carreteras que rodean a RACE y ha acumulado más de 5000  km de conducción autónoma de nivel 4.

Se ha conseguido inversión adicional para desarrollar un "Pit Lane para vehículos autónomos" para uso de los desarrolladores. RACE se convertirá en un centro neurálgico para las pruebas de vehículos autónomos, en colaboración con fabricantes de vehículos, empresas de software, aseguradoras, organismos reguladores, ayuntamientos, proveedores de servicios y el público en general.

El conjunto integral de métodos de prueba estándar permite la evaluación independiente de las capacidades robóticas con resultados cuantificables. Se han desarrollado estándares para medir la movilidad, los sensores, el consumo de energía, las comunicaciones, la destreza, la durabilidad, la fiabilidad, la logística, la seguridad, la autonomía y la competencia del operador de los sistemas remotos.

Estos métodos ayudarán a los desarrolladores de robótica a evaluar el rendimiento en función de las necesidades de los usuarios, a orientar las decisiones de compra e implementación y a proporcionar formación específica para los operarios.

RACE TEST es un centro de pruebas neutral e independiente de los fabricantes, lo que permite una comparación abierta del rendimiento de los sistemas.