В будущем, водоснабжение домохозяйств будет зависеть от big data и роботов. По крайней мере, на это надеются в HiBot USA, где комбинируют робототехнику и ИИ для поддержки функционирования муниципальных водоканалов в США.

Питьевая вода в Америке распространяется более, чем через 50 тысяч водоканалов и труб, общая протяженность которых измеряется в миллионах миль. Каждый год в системе водопроводных магистралей происходит порядка 240 тысяч аварий - в некоторых регионах возраст труб достигает 160 лет.

Качество канализации и газопровода давно стало предметом регулирования - существует фиксированный порядок осмотра и замены частей подобных объектов. Рынок роботов, предназначенных для ремонтных мероприятий и диагностики, уже сформирован и поделен, чего нельзя сказать о рынке машин для аварийных работ в водоканалах и трубах.

Калифорнийская компания HiBot USA представляет собой спин-офф японского HiBot, занимающегося разработкой машин для работы в местах, мало пригодных для людей - например, в реакторе Фукусимы или на минных полях.

Широкие трубы, по которым вода подается в города из резервуаров и водохранилищ, регулярно проходят проверки, однако осмотр малых труб и водоводов силами сотрудников аварийных служб не представляется возможным.

В настоящее время, замена труб осуществляется на основе их возраста - для обновления всей системы потребовалось бы порядка 200 лет. Замена участка трубопровода длиной в милю, например, в Сан-Франциско, обходится в $3 млн, а стоимость всей системы оценивается примерно в $1 трлн. Даже если бы у США были бесконечные финансовые возможности, разовая замена всей системы водоснабжения осталась бы неосуществимой мечтой - для этого пришлось бы вскрыть большую часть улиц и асфальтового покрытия, что неизбежно привело бы к транспортному коллапсу.

Впрочем, по заявлениям представителей компании, в настоящее время можно спасти до 40% подлежащих замене труб - так можно добиться колоссальной экономии средств налогоплательщиков. Речь идет о сумме порядка $400 млн!

Система HiBot автоматически выявляет в городах рисковые зоны, в которых вероятность прорыва труб приближается к критическим показателям. Для этого специальный алгоритм анализирует все собранные данные, включая анализ состава почвы (и динамику его изменения), электромагнитное поле линий энергопередач и данные прошлых инспекций труб.

Данные также обеспечивают похожие на змей роботы-краулеры, предназначенные для сбора данных о состоянии водопроводных труб. Машины способны изменять свою “геометрию”, в частности, расширяться до диаметра трубы, чтобы колесики касались стен.

Во фронтальной части устройств расположены камеры и сенсоры магнитного поля. Иногда бывает полезно осмотреть старые трубы, только что извлеченные из почвы, чтобы собрать немало полезной для анализа информации! Компания проводит инспекцию замененной трубы, получает детальные данные о химических процессах, проходивших в почве и в материале.  

В HiBot USA верят, что разработанный компанией алгоритм способен прогнозировать аварию в системе водоснабжения с точностью порядка 80-90%, это намного лучший результат, чем тот, что дают традиционные модели прогнозирования.

Впрочем, дьявол, как всегда кроется в деталях. Неизвестно, как поведет себя ИИ, когда столкнется с жесткой реальностью - трубы не всегда стандартизированы! Так, в годы, когда цены на металл падали, водоводы становились толще и надежнее, тогда как большая часть труб, устанавливаемых в годы Второй мировой войны, были тоньше обычных! Аналитикам компании еще только предстоит выяснить ряд дополнительных факторов, влияющих на степень износа труб - например, эффект от воздействия на водопровод линий наземного транспорта.

Конечно, система не сможет предсказать землетрясение или повреждение труб в результате ошибки строителей - однако анализ большинства прочих факторов действительно поддается автоматизации.

Рынок роботов-краулеров быстро формируется. Но если до сих пор речь шла в основном о роботах различной конструкции, способных перемещаться по водопроводным трубам или газопроводам, то теперь, как видим, растет роль программных решений. Тренд - общий для рынка, современные роботы “умнеют” на глазах.