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救援机器人:有哪些类型,何时能够提供帮助

救援机器人:有哪些类型,何时能够提供帮助

自然灾害的数量持续增长。根据联合国的数据,自1970年以来,全球灾难性事件的数量增加了四倍。有时灾难的规模和严重程度极大,无法派遣人员提供紧急援助。在这种情况下,机器人技术越来越多地前来提供帮助。 

救援机器人可以飞行、游泳、穿越废墟、灭火,还能以多种方式协助快速反应部门解决问题。近几十年来,这类技术取得了显著进展。学者兼机器人专家罗宾·墨菲认为,救援机器人面临的主要问题是人们对它们了解不足。 

下面介绍12个救援机器人的例子,它们在陆地、海上和空中提供帮助。 

水上救援机器人

许多水上救援行动的条件非常危险,人们可能遭受严重伤害或丧命:

  1. 汽车可能被迅速上涨的洪水困住;
  2. 湍急的水流可能冲走落水者;
  3. 冰层可能在脚下破裂,使人落入冰冷的水中。

正是水上救援机器人能够前往人类难以到达的地方。以下公司致力于开发水上救援机器人:

HYDRONALIX

Hydronalix公司的Emergency Integrated Lifesaving Lanyard(EMILY)是一款长1.2米、重11千克的遥控机器人,相当于混合式救生艇。直到2016年,人们对它所知甚少。那一年,在欧洲移民危机期间,这台机器人在希腊海岸帮助救出了数百名难民。仅在使用的头10天里,EMILY就帮助了240多人。 

美国海军研究办公室与小企业创新研究部门及Hydronalix共同开发了一款机器人,其速度可达每小时35公里,可搭载最多五人,并凭借加固的船体承受强浪和各种撞击。研究人员正尝试利用无人机和热成像传感技术,使EMILY更加自主。主要目标是减少人为因素的影响。

图片: emilyrobot.com.au

VIDEORAY

VideoRay搜救系统配备遥控装置。这台小型水下航行器通过视频和操纵杆控制,使用强力照明灯、声呐、GPS和金属探测器辅助救援行动。 

美国明尼苏达州圣路易斯县治安官办公室的救援部门早已使用这台机器人。有一次,一名男子掉入结冰的湖中,这台遥控装置引导潜水员找到了他。 

图片: pottsmerc.com

PLIANT ENERGY SYSTEMS

Pliant Energy最知名的机器人作品是两栖机器人Velox,它采用波浪式推进系统,比起典型的救援机器人,更像史前脊椎动物。Velox借助硅胶鳍状肢移动。 

这款机器人可以在水中游动、在冰面上行驶,还能穿过积雪,因此被认为是向落入薄冰的人传递救生设备的理想助手。 

图片:youtube.com

城市搜救机器人

iRap机器人团队在国际竞赛RoboCup Rescue的18年历史中,八次赢得了主要奖项。这项年度赛事不仅是制造商之间的竞争,也是衡量该领域年度进展的标尺。 

为评估这些机器人的灵活性和机动性,比赛项目包括运送物资、穿过门道、攀越碎石坑和木质台阶。这项赛事源于一场悲剧:1995年阪神大地震之后,日本政府决定推动城市防灾救援技术的研究。 

INUKTUN

Eddyfi Technologies收购Inuktun之后,搜救机器人的研发已不再是其首要任务。不过,仍值得回顾这些机器人在美国重大灾难中提供的帮助。 

9·11恐怖袭击之后,纽约市设计与建设局使用了Delta机器人(当时称为VGTV)进行重要检查。四年后,在密西西比州,一支行动小组使用了带摄像头的扫描设备,其移动速度可达每秒27米,用于搜寻结构过于不稳定、救援人员无法进入的建筑物中的幸存者。 

图片: mibi.ca

BOSTON DYNAMICS

世界上最知名的机器人之一Atlas,是在DARPA机器人挑战赛中迈出第一步的。这项赛事中的机器人旨在协助救援人员应对自然灾害和人为灾难。 

这款机器人的设计目的,是在危险环境中完成基本但可能至关重要的任务,例如开门、关闭阀门、启动动力设备。Atlas的独特之处在于其轻量化液压系统和3D打印部件。 

图片: bostondynamics.com

IROBOT

福岛事故之后,多年来这里一直是机器人开发者的试验场,这些机器人可以帮助评估和处理核事故的后果。iRobot使用了多台PackBot来评估损失。 

遥控机器人在首次尝试全面了解爆炸后受损反应堆内部破坏情况时发挥了不可估量的作用。在9·11事件后,它们也被用于搜查废墟。 

如今,PackBot更多用于军事领域,用于探测炸弹和狙击手,以及拆除简易爆炸装置。 

图片: robots.ieee.org

消防机器人和地震救援助手

机器人专家开发了类似蛇或葡萄藤的助手,用于在地震后寻找幸存者,还有采用“群体算法”工作的自主机器人Zebro。消防机器人则更加普遍。例如,东京消防局拥有十几种不同类型的机器人。 

CARNEGIE MELLON UNIVERSITY'S ROBOTICS INSTITUTE

卡内基梅隆大学的研究人员开发了救援机器人Snakebot,它被用于多个领域。它曾协助考古挖掘,并检查过核电站。但其主要开发者将它视为拯救生命的工具。这台遥控机器人拥有12个以上的关节,可以爬行并穿越人类无法到达的废墟。 

救援人员可以借助“头部”摄像头、LED照明灯和激光测距技术,引导这台蛇形机器人穿过废墟。在墨西哥发生致命地震后,Snakebot表现出色。 

图片:techeblog.com

SHARK ROBOTICS

巴黎圣母院的大火在许多方面都是巨大的损失,但如果没有Colossus机器人,情况可能会更糟。当条件对消防员过于危险时,巴黎消防队指挥官使用了这台机器人。 

Colossus配备类似《瓦力》的履带,每分钟能够喷出660加仑的水。这台重500千克的机器人切实挽救了消防员的生命。它可以通过操纵杆控制。机器人还能运载灭火设备、运送伤员,并启动高分辨率的360度热成像摄像头,用于评估现场情况。 

图片:shark-robotics.com

HOWE & HOWE TECHNOLOGIES

该公司生产目前最受欢迎的两款消防机器人:Thermite RS1-T3和RS2-T2。两者均配备25马力柴油发动机、遥控装置以及坦克式履带。机器人可攀爬70度的斜坡,每分钟能喷出最多2500加仑的水和泡沫。 

现代“消防机器人”专为扑灭大型工业火灾而设计,例如炼油厂的火灾。 

图片:howeandhowe.com

空中救援机器人

无人机代表着先进的飞行技术。它们越来越多地参与大多数机载搜救行动以及灾害预防工作的核心环节。 

无人机和无人飞行器(自主无人飞行器)有一些共同特点:用于导航的激光和/或雷达扫描仪、用于记录和传输数据的摄像机,以及用于搜寻幸存者的热成像摄像机。 

MOUNTAIN DRONES

每年约有150人在雪崩中丧生,其中大多数是滑雪者和其他运动员。最可靠的应对措施之一是人工引发的可控雪崩,即在山上无人时使用炸药引发。 

然而,可控雪崩也存在危险:在法国,两名滑雪巡逻员因未能在炸药引爆前撤离而丧生。初创公司Mountain Drones研发了一种无人机,能够从空中进行精准的雪崩引爆。 

图片: facebook.com/mountaindrones

DRONE PILOT

前美国空军医务兵、“搜救无人机先驱”吉恩·罗宾逊创立了Drone Pilot。该公司提供联邦认证的无人机培训课程,以及包括协助搜救在内的多种无人机服务。 

非营利部门Remote Pilot Search Services免费帮助家庭和机构寻找失踪的亲人。罗宾逊本人表示:“我们第一次找到目标时,那个家庭非常感激。我们所做的事情对他们如此重要,这彻底改变了我的看法。我知道我必须运用这项技术。” 

图片: dronepilottrainingcenter.com

LOCKHEED MARTIN

该公司以F-35闻名,这是世界上最昂贵的战斗机。几十年来,它还开发了自主无人系统舰队,包括潜艇监视系统和无人侦察机。 

此外还有K-MAX,一种用于向难以到达的地区运送货物、人道主义援助物资和燃料的飞机。2700千克的载重能力使它成为应对每年森林火灾威胁的理想工具。在澳大利亚,一架K-MAX无人机Indago被用于灭火。

图片: wired.com