robot

Niets ontsnapt aan de tand des tijds. Ook Neêrlands gasnetwerk niet. Maar hoe kunnen we de toestand van dat – in potentie zeer explosieve – gasnetwerk diep onder de grond monitoren? Onderzoekers van de universiteit Twente bedachten daar enkele jaren geleden iets op: een robotslang. Hoogste tijd om eens te kijken of die inmiddels al door de gasleidingen kruipt!

Naar schatting ligt er in heel Nederland zo’n 10.000 kilometer aan verouderde gasleidingen. Deze leidingen worden de komende jaren vervangen, alleen informatie over waar dat het hardste nodig is ontbreekt. Om die prioriteiten te kunnen stellen, werkt Edwin Dertien, verbonden aan de universiteit Twente aan een robotslang die in de toekomst wellicht zelfstandig door het gasnetwerk kan kruipen en ons kan vertellen welke stukjes daarvan het eerst vervangen moeten worden.

De robot moet onder meer een bochtje kunnen maken. Afbeelding: Universiteit Twente.

De robot moet onder meer een bochtje kunnen maken. Afbeelding: Universiteit Twente.

Hulde aan de 3D-printer
Wat een vrij simpele opdracht leek, blijkt al snel razend ingewikkeld. “Het gasnetwerk telt talloze bochtjes en koppelstukjes en het is lastig om een robot in zo’n omgeving te laten functioneren. Laat staan dat die robot zich daar geheel zelfstandig doorheen beweegt.” Maar Dertien en zijn collega’s gaan de uitdaging aan. Het resulteert in 2008 in een robot die in theorie in staat is om alle obstakels die deze in een gasleiding tegen kan komen, te nemen. “Als je die aluminium robot ziet, lijkt ‘ie best hightech,” vertelt Dertien aan Scientias.nl. “Maar eigenlijk kon hij helemaal niet zo veel.” Anno 2014 is dat wel anders. De slangrobot heeft de afgelopen jaren op onnavolgbare wijze geprofiteerd van wat misschien wel de meest revolutionaire uitvinding van de laatste decennia is: de 3D-printer. “In 2010 werd de robot nog heel traditioneel ontwikkeld. We maakten tekeningen en lieten een fabriek de onderdelen maken. Dat laatste kostte meestal een paar maanden tijd. Zodra de onderdelen dan binnen waren, was je al snel een half jaar verder voor de robotslang helemaal in elkaar stond en getest kon worden. Het duurde al met al dus al snel een jaar voor ons oorspronkelijke idee tastbaar op de tafel lag. In 2011 zijn we met een 3D-printer gaan werken. Wanneer we nu een idee hebben of een aanpassing willen doen, ligt het nieuwe ontwerp diezelfde week nog op tafel.” In korte tijd konden grote verbeterslagen worden gemaakt. “In plaats van een heel gecompliceerde robot met tal van tandwielen beschikken we nu over een robot waarbij elk wiel en elk gewricht apart wordt aangedreven. Dat maakt de robot sterker. Daarnaast is de robot dankzij de 3D-printer veel lichter geworden. Zo licht zelfs dat deze nu ook verticaal kan klimmen.”

De robot. Afbeelding: Universiteit Twente.

De robot. Afbeelding: Universiteit Twente.

Slank robotje
De huidige robot is ongeveer één meter lang en weegt ongeveer één kilo. De robot heeft een doorsnede van zo’n vijf centimeter. “We richten ons met deze robot op buizen op straatniveau. Die zijn zo’n 55 millimeter dik.” Aan de voorkant bevindt zich een camera, aan de achterkant zit een kabel. “Op dit moment kan de robot nog niet autonoom rondrijden, dus besturen we deze van een afstandje. Dat doen we ook met het oog op de veiligheid. We willen de robot wanneer dat om wat voor reden dan ook nodig is, snel uit de gasleiding kunnen trekken en dan is zo’n kabel heel handig.”

Veiligheid

Een robot die door gas kruipt: het klinkt misschien een beetje als vragen om problemen. Toch zit het met de veiligheid wel goed. Zo lang de robot geen zuurstof meeneemt de leiding in, is er niets aan de hand.

Productieklaar
Gasnetbeheerders hebben ondanks dat het een onderzoeksproject met een lange adem is, interesse. “Zij leveren informatie en financieren het project deels. Zij willen de methode zodra deze beschikbaar komt, gaan gebruiken en kijken nu alvast als het ware over onze schouder mee.” En het geduld van de gasnetbeheerders is op de proef gesteld, maar lijkt binnenkort toch alvast een beetje beloond te worden. “We gaan binnenkort starten met veldtesten: tot op heden zijn de robots enkel in het laboratorium getest. Na die experimenten dragen we het project over aan een bedrijf dat de robots productieklaar moet gaan maken. Over twee tot drie jaar verwachten we de robots dan in te kunnen gaan zetten. We hebben het dan niet over autonome robots, maar over robots die nog steeds worden aangestuurd.”

Autonoom
In de toekomst is het zeker de bedoeling dat die aansturing van buitenaf overbodig wordt en de robots zich autonoom door de gasleidingen verplaatsen. “Zo’n zwerm autonome robots is nog wel ver weg,” benadrukt Dertien. “Ik denk dat dat zeker nog zo’n tien tot vijftien jaar duurt.” Maar hij heeft goede hoop dat dergelijke autonome robots er uiteindelijk wel komen. “We hebben ze gewoon heel hard nodig. Het gasnetwerk blijft verouderen, segmenten ervan zijn inmiddels al honderd jaar oud. Sommige van zulke oude gasleidingen liggen er misschien nog goed bij, maar andere delen zijn misschien wel aan het verzakken, met alle gevolgen van dien.”

Dertien schat dat er uiteindelijk per stedelijk gebied zo’n één à twee robots nodig zijn om het gasnetwerk te inspecteren. “Die zullen continu rond moeten rijden.” En hopelijk kunnen ze zwakke plekken in het gasnetwerk preventief opsporen en ons zo helpen eventuele dramatische gevolgen van de onontkoombare tand des tijds te voorkomen.