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灾害救援机器人大观(视频)

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图1 RoboCue,东京消防局的援救机器人

    身为最容易受到地震侵袭的国家之一,日本恰好也是机器人产业大国,因此为了地震而研发的机器人也非常多,而同样位在地震带的加州也是美国高科技系所跟企业云集区。其他国家也有团队从不同角度研究灾难援救机器人。虽然科学还无法准确预测地震发生时刻,但还是可以从其他面向着手。就让我们看看日本、美国以及其他国家开发出来的地震专用机器人能够做些什么。

    文章源于:http://www.popsci.com/technology/article/2011-03/six-robots-could-shape-future-earthquake-search-and-rescue

 

虽然这个机器人看起来像是要把受援助者的脸给吃了,但它事实上正在练习进行控制化拯救行动。RoboCue是东京消防厅设计来于灾区定位并安全带出灾难受害者的机器人,特别是炸弹区域,但也可以用在天灾发生时。它使用超音波侦测器以及红外线摄影机定位受困的人类,然后温柔地将伤患移上拖车,安全运离现场。配备有氧气罐。

 

东京消防厅机器人视频:


     日本首屈一指的援救机器人研究者Satoshi Tadokoro是这个机器蛇的开发者,目标主要放在搜索。这个长达7.9公尺,但只有2.54公分宽的机器蛇靠着马达推动的尼龙短毛摩擦前进。虽然移动速度不快,每秒约5公分,但却能在各种弯角转弯,并爬上20度斜角,或是把自己缩起来以通过小沟,加上配备有如同眼睛的摄影机,这条机器蛇可以将灾区内部的情况传送给外头的援救者。机器蛇在现实生活跟实验室中都已经通过测试,并曾帮助援助队伍在佛罗里达一个倒塌的停车场中进行任务。

图2  793公分长的机器蛇

日本机器蛇视频:



图3 安全运输机器人

   虽然看起来很像移动的棺材坦克,这个爬行机器人其实是救命之星,他能安全运送一个人逃出生天。这个机器人由日本横滨警察署开发,能够在内壳里载运重达114公斤的单人安全离开。它配备的搜索功能只有标准的红外线摄影机,但可以作为极为安全的遥控担架。内部还配备有侦测器可以监控伤患的血流情形跟其他重要生理征兆。

日本救援机器人视频:


 

    东京工大教授Shigeo Hirose(广濑茂男)发明了三种不同的援救机器人,每一种都有不同针对用途。第1种是蛇型,侧边有轮子,不管哪一面靠地都能够持续移动。


图4 蛇型轮式机器人

第2种也是蛇型,但是侧边用得不是轮子,而是履带,外部构成也比较坚硬,可以防砂尘跟防水,适合更艰困的情形下使用。


图4 蛇型履带式机器人

然而最特别的是第3种,也就是下图的四足机器人,它能够视状况判断要用步行还是滑行方式移动。在崎岖不平的的环境中,用步行,但在平坦的表面则用滑行,可以大幅减少能源消耗而且更快、更稳定。滑行的样貌就跟人类溜冰一模一样。


图5 步行和滑行两用机器人 


图6 千叶工业大学救援机器人

 

    Quince是一个小而巧的机器人,由千叶工大制作。大小类似小孩的玩具车,配备四组轮子跟履带,还有6个电动马达。他的动力手臂可以打开门把,递送食物或其他物资。但最特别之处在于他的侦测器-红外线加上二氧化碳侦测器,可以侦测人类呼吸跟体温。


图7 用Kinect改装的援救机器人(英国华威大学University of Warwick)

    还有Kinect办不到的事情吗?3月初,英国华威大学的学生开发了一个以Kinect作为侦测器的地震机器人,取代了昂贵的且只有平面侦测能力的雷射广域搜索LIDAR技术。Kinect可以提供适当的3D景深图像,对于援救者找到受困灾民非常有用。这个机器人并非用来援救,但可用于侦察,能够进入人类侦察员不能进入的地方。


图8 人型BEAR医疗机器人(来自Vecna​​Robotics)

战场撤离协助机器人视频:

    BEAR (战场撤离协助机器人Battlefield Extraction-Assist Robot)是美国Vecna​​机器公司的产品。是目前看到最具人型的机器人,设计来替代人类士兵,而且更强壮、适应力强。它的每条腿由两组独立的履带构成,可以进行各种特殊行动,改变高度,用「膝盖」或是「臀部」站立。Vecna​​希望美军会在各种危险情况下采用BEAR。

澳大利亚新南威尔士大学救援机器人视频:

沈阳自动化研究所救援机器人视频: