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如果有機器人搜救隊應該挺不賴的!我們需要怎樣的救援機器人?

 

發佈日期:2018-01-26

新聞類型:展會新聞

 

上週,一則無人機70秒救下兩位澳洲溺水少年的新聞刷爆了朋友圈,這僅僅是機器人革命的開始。

1月18日,一名澳大利亞救生員駕駛一架無人駕駛飛機在新南威爾士北岸的洶湧海面上營救遇險的兩名少年。當看到一架小型無人機向兩個奮力掙扎的游泳者拋下漂浮裝置時,令人激動不已,在一個理想的、開放的環境中,使用成熟的機器人技術讓營救工作變得相對比較容易。

十多年來,無人機一直被用於世界各地的搜救行動中。他們在倒塌的建築物內搜尋受害者,收集災害數據,發現危險物品和情況,並部署急救包。

但是我們現在使用的無人駕駛機器人系統需要在嚴格的限制條件下運行:他們需要一個人遠程操縱設備或強大的GPS信號,並且要在開放空間以允許自動駕駛的操縱。

首先到達現場

這些機器人不需要更小、更強大、耐熱或抗碰撞,甚至不需要包含很多傳感器,或者有更好的用戶界面。機器人研究人員面臨的真正挑戰是開發無人救援機器人,它能夠自主決策,並能夠在狹窄的混沌空間中無監督地工作。

未來,救援無人機將首先到達現場,在倒塌的建築物下面搜尋,或者在茂密的森林中尋找飛機殘骸,尋找倖存者,否則可能需要數天才能到達。

機器人專家面臨的挑戰是打造能夠使用以前獲得的信息和有限的可用資源來適應不可預見情況無人駕駛設備。

短時間內,我們不會看到搜索和救援(SAR)機器人的廣泛部署,直到研究人員找到方法來提高機器人在狹窄空間中移動的能力和提高他們的自我意識,使他們能夠在不可預見的條件下識別任何特定任務的意圖。

城市搜救

卡爾加里大學Schulich工程系的教授、4Front Robot ics首席執行官Alex Ramirez-Serrano表示,“我開發的技術和系統能夠方便地使用和部署,進一步設計成高性價比、高機動性的快速救災機器人。我們研究的一個重點是開發能夠快速響應城市救援的無人機,例如在地震後迅速找到倒塌建築物中的遇難者。”

無人駕駛的地面、水下和空中機器人能夠比傳統技術和工具更快地挽救生命,更快地對災難做出反應,並且能夠更快速地處理緊急情況。

2017年8月,印度孟買的一座五層樓倒塌,造成24人死亡。救援人員從廢墟中救出37人。

如果可以使用無人機和機器人來搜索現場,可能會有更多的人得救。在典型的建築倒塌事件中,救援人員平均需要5到8小時的時間來搜索現場,以確保找到受害者是安全的。無人機和機器人可以縮短這個時間。

 

極具潛力

2001年世界貿易中心襲擊事件後,機器人首先被用於城市搜救。這些設備主要是為軍事或其他應用而開發,但是一些遙控和遠程操作的無人機器人系統加強了搜索和恢復工作。

他們在廢墟中尋找道路,以便救援人員更快地挖掘、搜尋遇難者,評估建築物的結構。

機器人提供了所需的快速反應,他們能夠評估現場的危險狀況,包括消防部門、警察和其他人員在內的救援人員的生命其實存在巨大的危險。儘管如此,機器人卻無法穿透到建築物內復雜空間的深處,這是因為它們的機動性有限,而且需要用操縱桿引導它們的複雜性。

在過去15年裡,我們在機器人領域取得了巨大的進步。無人機現在可以配備自動駕駛系統和視覺系統來識別人。他們可以識別危險的情況,如爆炸氣體的存在,以及攜帶幾何特徵和濕度水平的傳感器。他們可以識別埋在廢墟中的物體。

軍方對發展高機動性特別感興趣,使用機器人手臂來控制無人機飛行可以在高度受限空間中直接與周圍環境相互作用。

例如,直升機和四旋翼等傳統的無人機系統不能進行俯仰懸停,而這可以讓他們在傾斜的山坡或者波濤洶湧的海面上的船隻起飛或降落。

未來,這些機器人將能夠與環境相互作用、收集樣本、清除垃圾、提供醫療援助以及受害者評估。

建設更美好的未來

為了真正實用,這些系統必須具備一定的獨立性。他們必須能夠在收集新信息的同時修正自己的行動,並隨時跟隨及與人合作。

我們需要更好的人工智能(AI)工具來實現它。只有這樣,救援機器人才能在沒有數據或人類經驗的情況下學會解決問題。增強型人工智能將使機器人能夠在他們的操作環境中以最少的人力幫助移動自己,並以新穎的、開創性的方式進行自我調整。

我們需要能自動調整運動方式的機器人。他們必須能夠走路、跑步、滾動、爬行、爬山、跳、飛和游泳,以應對不斷變化的環境條件。

這些工具還將確保自主機器人能夠處理挑戰其感知、建模、規劃或移動能力的意外情況或任務。

將來,機器人必須能夠根據感知的地形或任務改變它們的外觀、幾何形狀和運動。

基於它的設計,在澳大利亞拯救游泳者的無人機飛行時間不能超過20多分鐘到30分鐘,或者很快到達一個遙遠的地方,而且仍然可以返回。現有SAR機器人的電池容量有限,承載能力小,適應性不足,嚴重限制了其應用。

我們需要能夠像直升機一樣快速飛行的救災機器人,迅速過渡到高速飛行並突破挑戰性環境。這些,連同使用工具(SAR電鑽、液壓機、剪板機、鎬頭)的人形機器人,目前正在開發中,將是遊戲規則的改變者。

他們將有效幫助救災人員和受害者,並以我們尚未發現的方式降低成本。

 

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