Cavar un hoyo en la mayoría de las ciudades importantes, para nuevas construcciones o reparación de infraestructura, no es una tarea menor.

Con una docena o más de servicios públicos separados necesarios para inspeccionar el suelo debajo del sitio de excavación en busca de una confusión de obstrucciones como el agua, tuberías de alcantarillado y gas, Líneas eléctricas y generadores eléctricos, algunos tan antiguos que no aparecen en los mapas de la ciudad, el proceso de obtención de permisos puede demorar 18 meses o más.

La nueva tecnología transformadora desarrollada conjuntamente por la Universidad de Vermont y la Universidad de Tennessee en Chattanooga podría reducir el proceso de inspección a una jornada de trabajo por la tarde.

El proyecto de investigación en curso, "Detección de infraestructura subterránea, "ganó recientemente un premio Smart 50 de una coalición que incluye Smart Cities Connect, la Smart Cities Connect Foundation y US Ignite rinden homenaje a los 50 "proyectos inteligentes más transformadores de cada año".

La tecnología, que cuenta con el apoyo de dos subvenciones de la National Science Foundation y una de U.S. Ignite, se presentó en una demostración destacada en la conferencia nacional Smart Cities Connect en Kansas City el 29 de marzo.

El objetivo del proyecto es audaz, dijo Dryver Huston, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Vermont, y el investigador principal del proyecto.

Cuando la tecnología esté completamente desarrollada, "una persona con gafas de realidad aumentada o un teléfono inteligente o tableta especialmente equipado podrá caminar sobre el área que necesita ser inspeccionada, mire en el dispositivo y vea en detalle lo que hay bajo tierra de seis a 12 pies de profundidad, " él dijo.

Radar de penetración terrestre con imágenes de videojuegos

El proyecto, que Huston describe como un radar de penetración terrestre "cognitivo", tiene dos componentes principales.

En la Universidad de Vermont, investigadores, incluido el profesor de ingeniería eléctrica Tian Xa, Colaborador de UVM de Huston:están perfeccionando un radar de penetración terrestre avanzado, o GPR, sistema desarrollado por Huston que puede mirar a gran profundidad para detectar infraestructura enterrada, algunos de ellos datan de mediados del siglo XIX, y crea escaneos de lo que ve.

Los investigadores pueden ubicar escaneos en un espacio geográfico que el programa puede recordar y unirlos en un mapa, la parte cognitiva del proyecto, mediante el uso de una aplicación común de escaneo en 3D para teléfonos inteligentes.

Luego, el teléfono convierte los escaneos de radar granulados en claramente reconocibles, objetos tridimensionales matizados utilizando software de realidad aumentada, comúnmente utilizado para el desarrollo de videojuegos.

"El resultado neto es que el sistema sabe dónde se encuentra, sabe lo que hay debajo, y puede mostrarte imágenes detalladas de lo que hay allí, "Dijo Huston.

Computación al límite

En su otro componente principal, investigadores de la Universidad de Tennessee Chattanooga, dirigido por Dalei Wu, un profesor asistente de Ciencias de la Computación e Ingeniería, están desarrollando una plataforma de computación de borde que permitirá que la enorme cantidad de datos generados por el paquete de tecnología del equipo de UVM se procese cerca del sitio de recolección de datos, en su "borde, para que pueda ser transmitido rápidamente al operador del radar en tiempo real como se está mapeando el área, o más tarde, a los trabajadores de servicios públicos o de la construcción que recorren el sitio para ver qué hay debajo.

La computación en la nube convencional que se basaba en un servidor centralizado lejano no podía proporcionar este circuito de retroalimentación sin interrupciones frecuentes y largas demoras en las imágenes.

El equipo de Wu también está desarrollando un sistema de cifrado que mantendrá los datos de la infraestructura seguros a medida que fluyen de un lado a otro. abordar una preocupación clave de los funcionarios encargados de hacer cumplir la ley y la seguridad.

"Ground-Truthing" muestra que la tecnología va por buen camino

Después de trabajar en el desarrollo técnico durante tres años, Huston y su equipo han pasado los últimos seis meses "comprobando en tierra" los escaneos de radar y la tecnología asociada en el campus de la Universidad de Vermont y en la ciudad vecina de Winooski. con Burlington programado para la primavera.

En asociación con el equipo de la planta física de la universidad y los trabajadores de la ciudad de Winooski, Huston y su equipo realizaron escaneos de la infraestructura subterránea en los sitios de excavación antes de que se realizara el trabajo. luego comparó lo que mostraba el GPR con lo que realmente estaba allí.

"Se comprobó, "Dijo Huston.

Un trabajo similar tuvo lugar en Chattanooga el pasado mes de diciembre, con el componente de computación de borde agregado.

El equipo de Wu pudo transferir la enorme cantidad de datos generados por el GPR y el software de escaneo 3-D desde una calle cerca de la universidad a un servidor en el campus en tiempo real. un desafío técnico del más alto nivel, Dijo Wu. También está avanzando en el desarrollo de sistemas de cifrado.

"Allanamos el camino para ir más lejos, " él dijo.

Se necesita urgentemente un sistema como el que están desarrollando Huston y Wu. Según la Asociación Estadounidense de Obras Públicas, una línea de servicios públicos subterránea es golpeada, de media, cada 60 segundos en los Estados Unidos, que cuesta a la economía nacional miles de millones de dólares. Un estudio realizado por el Consejo Nacional de Investigación de la Academia Nacional de Ciencias encontró que solo el 35 por ciento de los registros de servicios públicos municipales están completos y actualizados.

Tanto Burlington como Chattanooga son ciudades Ignite de EE. UU. Con redes gigabit de alta velocidad. El trabajo entre Huston y Wu se ve facilitado por esta conexión de alta velocidad.

Además BTV Ignite, La iniciativa de ciudad digital de Burlington, ha trabajado en estrecha colaboración con UVM para apoyar y promover el proyecto.

"El trabajo de UVM en la detección de infraestructura subterránea es realmente notable, y un gran ejemplo de cómo Vermont puede liderar el camino en el desarrollo de innovaciones digitales del siglo XXI, "dijo Dennis Moynihan, director ejecutivo de BTV Ignite.