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救援机器人:科技可以拯救生命?

这篇文章来源于DevicePlus.com英语网站的翻译稿。

AI和机器人技术的发展使灾害救援、生命抢救以及搜救技术得到了变革。目前,在空中、陆地和海上机器人系统中,可以通过部署无人机和机器人来采集数据、指导救援人员、运送基本物资以及识别危险区域。

但是,诸如维修设备或寻找被困人员等更高级的功能能否实现呢?下面将介绍的两款救援机器人是为完成这些急救任务所设计的初始原型。

本田最新款灾害响应机器人

在日本福岛危机发生之后,许多人希望机器人能够对灾难作出响应。通过制造人形机器人ASIMO而闻名的本田公司,从那时起开始对灾难响应机器人进行研发。

本田E2-DR规格

本田E2-DR由Intel Core-i7 CPU,独立GPU以及DC-DC转换器构建而成。

该机器人重187 磅,高5 ½英尺,厚度不到10英寸,使用1000-Wh锂离子电池,可提供90分钟的工作时长。除了可以凭借狭小的尺寸在狭窄的通道中穿梭,其关节还具有大范围活动性,手臂、腿部、躯干、手部和头部共有33个自由度。

尽管光纤质量之差已声名在外,但是这些光纤的直径却比传统通信电缆小八倍。团队对0.5毫米的光纤进行了一百万次扭曲和弯折测试后,发现没有产生任何问题,所以他们决定使用光纤进行通信,以将重量和尺寸降至最低。

该机器人的设计使其对温度、灰尘和水都具有一定抵抗能力。这对保持内部CPU的冷却和根据外部环境以及内部产生的热量所进行的温度调节提出了挑战。它的外部温度介于14至104华氏度之间,因此采用隔离式冷却结构,该结构由一系列通风管道组合而成,贯穿于整个机器人体内,通过内部风扇将热量散发出去。此外,将发热硬件直接安装在通风管道附近,通过导热片将热量传输到管道中

机器人与人类的不同之处在于对于手的使用方式。人类会用手来完成大部分的工作,而机器人的手只用来稳固和抓取。机器人的手不必很灵巧,因为其具有一些特殊工具,可以通过无线通信完成手部不能完成的工作。

安装在头部的是Hokuyo激光测距仪、一个带有同步LED闪光灯的单眼相机、一个SR4000飞行时间相机以及连接到红外光投影仪的立体声相机。此外,每只手上有一个相机和一个3D传感器。

本田灾难响应机器人的功能

双足步行速度 2.5 MPH
四足爬行速度 1.4 MPH
可跨过8英寸管道
阶梯与地面间正向过渡
阶梯与地面间横向过渡
可攀爬8英寸台阶
四足爬行穿过2.6英尺人行道
两足步行走过1.6英尺人行道
穿过2.6英尺门
在堆积的碎片上行走
以1英寸/小时的速度在雨中行走20分钟
在雨中以1英寸/小时的速度上下爬垂直梯子。

人形救援机器人以外

然而,本田并不是唯一一个研究如何将机器人用于灾害应急响应的公司。MIT机械工程副教授Sangbae Kim正在研究如何使仿生机器人利用动物特性来辅助灾害响应。

猎豹机器人以高达10mph的速度进行四足爬行的视频发布之后,Kim的研究被广为人知。这款机器人可以识别障碍物并跨越。

猎豹机器人的最新版本Cheetah 3于2017年发布,功能集中在灾难修复方面。目前,该款机器人可以上楼梯、提重物以及对亚马逊Alexa的集成语音控制作出响应。此最新版本已经超越了严格意义上的仿生制造,将猎豹机器人沿着更具实际应用价值的方向进行了改造。

尽管长远来说,最终目标是希望这些机器人能够在火灾中搜救人员,但是短期内希望能实现的应用是将这些机器人派遣到人类无法进入的区域,如有毒区域或者低辐射区域。

Kim:“假设建筑物中泄露了有毒气体,但是您需要关闭内部的阀门,显然这时候人类进入是非常危险的。现在,还没有任何一个机器人可以完成此类的工作。我希望能够创造一个应急响应机器人,使其可以完成一些人类无法完成的工作,来为我们的生活提供帮助。”

Cheetah 3的重量不到90磅,能耗比微波炉低,同时,产生的力量和一辆汽车相同。Kim表示,虽然该机器人具有Wi-Fi功能,在真正的灾难中还是会使用连接电线的机器人,因为“着火的建筑物中是不会有Wi-Fi的”。

灾难响应机器人的发展方向是正确的吗?

该领域目前正处于快速发展阶段,我们希望研发团队能够发布更多的功能性模型,而不是我们在这里讨论的初始原型。

虽然人们希望单个机器人能够具有多合一功能,可以在任何情况下处理各种任务,实现各种功能目标,但是值得考虑的是,专业化的研发方案是否会更好?例如,我们之前所报告的 Method-2 也正在考虑用于灾害区域和危险场所。但是在这个机器人中,需要有操作人员坐在一个防护罩内。就像这样的机器人适用于大型任务一样,可以合理地认为,本田E2-DR和四足Cheetah 3在应对灾害时各自会有不同的价值。

研究人员能否开发出一个可以满足众多需求的机器人呢?现在,思考这个问题,我们只有科幻小说可以参考了,甚至变形金刚也有一定的专业性。

DevicePlus 编辑团队
DevicePlus 编辑团队

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