Autonóm búvárrobot tesztelése a budapesti Molnár János-barlangban

A Miskolci Egyetem vezetésével európai uniós támogatással egy nemzetközi csapat olyan szerkezet fejlesztett ki, mely a rajta elhelyezett műszerekkel geológiai adatokat szolgáltat vízzel telt föld alatti járatokból.

Csupán Európában közel 30 000 bezárt bánya található, amelyekről kevés az információ. A nehezen hozzáférhető, általában vízzel telt egykori járatokban emberi erővel lehetetlen kideríteni, vajon maradt-e még értékes, potenciálisan kiaknázható készlet.
„A kitermelés, annak idején, általában nem a lelőhelyek kimerülése, inkább gazdaságtalan bányászat miatt áll le, ám a nyersanyagok drágulása és a technológia fejlődése akár több száz éves szünet után is indokolttá teheti a bányaművelést. A régi, vízzel telt vájatok felkutatása veszélyes, emberi merülésre nem ajánlott, csak robotokkal kutatható – mondta el a Zajzon Norbert, a Miskolci Egyetem docense, a projekt vezetője.
Az UNEXMIN projekt célja olyan, önálló döntésekre képes robotok fejlesztése, amelyek az ember által elérhetetlen, mélyben lévő helyeket képesek felderíteni. A munka 2016 februárja és 2019 októbere között, az Európai Unió által támogatott Horizont 2020 program részeként valósul meg.

A fejlesztés alapötlete a projektet vezető Miskolci Egyetemen született, majd 12 európai partner bevonásával indult a munka. A projekt koordinálását Magyarországon, a Miskolci Egyetem vállalta Zajzon Norbert vezetésével. A hazai intézmény fejlesztette ki azokat a „geotudományos” műszereket, amelyeket a robotokba építettek. A portugáliai INESCTEC a robot navigációjáért, a járatokban történő tájékozódásért, lézeres letapogatásért és 3D térképek készítéséért felel, a finnországi Tamperei Egyetem csapata a berendezés mozgásához szükséges eszközöket, valamint a különleges, nyomásálló vázat fejlesztette ki, a Madridi Műszaki Egyetem programozói az autonóm funkciók létrehozásán dolgoznak. A brit RCI, pedig az adattárolásért, feldolgozásért és vizualizációért felel.
A projektben vállalt 3 működő prototípusból kettő már elkészült, a tesztelés 2018 áprilisában kezdődött. Jelenleg kettő, teljesen működőképes robot áll a kutatók rendelkezésére, amelyek eddig négy különböző bányát derítettek fel.
A robotok összeszerelése és elsődleges kalibrálása a portói csapat feladata volt, majd a laboratórium óriási medencéjében tették próbára a kész kész prototípusokat (UX-1a, -1b és 1c).
Az első éles bevetés a finnországi Kaatiala egyik elhagyatott, felszíni bányatavában történt meg. Ez a terület tökéletes helyszín volt az első robot számára, hiszen óriási vízfelszín állt rendelkezésre. A helyszínen búvárok is jelen voltak, ha bármilyen probléma bekövetkezik, azonnal a felszínre tudják hozni a robotot. A csapat és a kutatók felkészültségét mutatja, hogy mentésre nem volt szükség, a navigáció, tudományos szenzorok sikeresen teljesítettek és elkészültek az első háromdimenziós pontfelhők, és belőlük a térképek.
Ezt követően a szlovéniai Idrija higanybányájának egyik függőleges aknájában merült az UX-1a, ahol mindössze 40 centiméteres látótávolság mellett kellett navigálni, nagyon szűk térben, drótkötelek, rácsok, fagerendák között. A vízfelszín megközelítése itt sokkal nagyobb feladat volt. A föld alá egy teherliften jutott le a robot és a csapat, ahonnan még létrákon közel 100 métert kellett ereszkedni, az UX-1a-t pedig csörlőkkel engedték le. Itt épült ki először egy „irányító terem”, amely a felszínen, a robothoz képest mintegy 200 méteres magasságban helyezkedett el. A nagy sebességű kommunikáció eléréséhez optikai kábel szolgált.
A portugáliai Urgeirica uránbányájában már 108 méteres mélységig jutott a szerkezet, A bánya felderítése során – az idrijaihoz hasonlóan – egy függőleges aknában kezdődtek a merülések, majd az onnan induló oldalvágatok felkutatására került sor.

Az igazi kihívást a 2019. május 31-én befejeződött Egyesült Királyságban található Deep Ecton Mine felderítése jelentette. Az angliai, közel 160 éve bezárt rézbánya felmérését már két robot végezte (közben elkészült az UX-1b is), három különböző merülési helyszínen, három héten keresztül. A robotok a 125 méteres mélységet is elérték és számos, eddig nem ismert tárót és járatot derítettek fel, tapogattak le.
A miskolci csapat által kifejlesztett speciális szenzoroknak és berendezéseknek köszönhetően, nagy mélységből vízmintákat is sikerült begyűjteni, valamint a multispektrális kamerának köszönhetően az utómunkák befejeztével a járatok falán található ásványokat is azonosították. Habár ez a terület bányászati szempontból már biztosan nem aktuális – lévén egy fokozottan védett nemzeti park közepén terül el, régészeti szempontból azonban számos érdekességet nyújt. A vízfelszínhez közeli járatoknak is csak egy csekély része volt ismert, nagy mélységben pedig az egykori (közel 200 éves) térképek maradványaira kellett támaszkodni. Az eredeti járatok a víz miatt sok helyen beomlottak vagy adott esetben valamelyest tágultak, ha a leomló törmelék utat talált magának. A kapott eredmények kiértékelése, a végleges háromdimenziós járatrendszerek modellezése még zajlik, várhatóan 2019. szeptember elejére fog elkészülni.
A projekt végének közeledtével, amikor a kitűzött célokat szinte maradéktalanul sikerült teljesíteni, a csapat egy különleges magyarországi helyszínt, a budapesti Molnár János barlangot választotta utolsó éles merülési helyszínnek. A kutatók 2019. június 24. és július 5. között Budapest egyik termálvizes járatrendszerét derítették fel. A járatok elhelyezkedése jól ismert, rengetek búvár merül a helyszínen nap mint nap, azonban milliméter pontos, háromdimenziós térképek eddig nem álltak a rendelkezésre. A merülések alatt két robot járta be és térképezte fel az unikális barlangrendszer járatait, közben a robot navigációját, a kontrollszobában dolgozó búvárok segítették.
A projektvezető Zajzon Norbert szerint a további fejlesztés stabilizálhatja a technológiát és nagyobb távolságokra is eljuttathatja a szerkezetet optikai kábeles összeköttetés nélkül. Egyes eszközei vagy szoftverrészei pedig később űrkutatási feladatokban vehetnek részt.