广告
我们需要怎样的救援机器人?
导语:上周,一则无人机70秒救下两位澳洲溺水少年的新闻刷爆了朋友圈,这仅仅是机器人革命的开始。尽管机器人技术已经得到了很大的发展,但对于救援来说,还远远不够。科学家们正在研究,机器人应该具备哪些才能满足救援的需要?

上周,一则无人机70秒救下两位澳洲溺水少年的新闻刷爆了朋友圈,这仅仅是机器人革命的开始。

1月18日,一名澳大利亚救生员驾驶一架无人驾驶飞机在新南威尔士北岸的汹涌海面上营救遇险的两名少年。当看到一架小型无人机向两个奋力挣扎的游泳者抛下漂浮装置时,令人激动不已,在一个理想的、开放的环境中,使用成熟的机器人技术让营救工作变得相对比较容易。

十多年来,无人机一直被用于世界各地的搜救行动中。他们在倒塌的建筑物内搜寻受害者,收集灾害数据,发现危险物品和情况,并部署急救包。

但是我们现在使用的无人驾驶机器人系统需要在严格的限制条件下运行:他们需要一个人远程操纵设备或强大的GPS信号,并且要在开放空间以允许自动驾驶的操纵。

首先到达现场

这些机器人不需要更小、更强大、耐热或抗碰撞,甚至不需要包含很多传感器,或者有更好的用户界面。机器人研究人员面临的真正挑战是开发无人救援机器人,它能够自主决策,并能够在狭窄的混沌空间中无监督地工作。

未来,救援无人机将首先到达现场,在倒塌的建筑物下面搜寻,或者在茂密的森林中寻找飞机残骸,寻找幸存者,否则可能需要数天才能到达。

机器人专家面临的挑战是打造能够使用以前获得的信息和有限的可用资源来适应不可预见情况无人驾驶设备。

短时间内,我们不会看到搜索和救援(SAR)机器人的广泛部署,直到研究人员找到方法来提高机器人在狭窄空间中移动的能力和提高他们的自我意识,使他们能够在不可预见的条件下识别任何特定任务的意图。

城市搜救

卡尔加里大学Schulich工程系的教授、4Front Robotics首席执行官Alex Ramirez-Serrano表示,“我开发的技术和系统能够方便地使用和部署,进一步设计成高性价比、高机动性的快速救灾机器人。我们研究的一个重点是开发能够快速响应城市救援的无人机,例如在地震后迅速找到倒塌建筑物中的遇难者。”

20180126_03_robotstother04.jpg

无人驾驶的地面、水下和空中机器人能够比传统技术和工具更快地挽救生命,更快地对灾难做出反应,并且能够更快速地处理紧急情况。

2017年8月,印度孟买的一座五层楼倒塌,造成24人死亡。救援人员从废墟中救出37人。

20180126_03_robotstother03.jpg

如果可以使用无人机和机器人来搜索现场,可能会有更多的人得救。在典型的建筑倒塌事件中,救援人员平均需要5到8小时的时间来搜索现场,以确保找到受害者是安全的。无人机和机器人可以缩短这个时间。

极具潜力

2001年世界贸易中心袭击事件后,机器人首先被用于城市搜救。这些设备主要是为军事或其他应用而开发,但是一些遥控和远程操作的无人机器人系统加强了搜索和恢复工作。

20180126_03_robotstother02.jpg

他们在废墟中寻找道路,以便救援人员更快地挖掘、搜寻遇难者,评估建筑物的结构。

机器人提供了所需的快速反应,他们能够评估现场的危险状况,包括消防部门、警察和其他人员在内的救援人员的生命其实存在巨大的危险。尽管如此,机器人却无法穿透到建筑物内复杂空间的深处,这是因为它们的机动性有限,而且需要用操纵杆引导它们的复杂性。

在过去15年里,我们在机器人领域取得了巨大的进步。无人机现在可以配备自动驾驶系统和视觉系统来识别人。他们可以识别危险的情况,如爆炸气体的存在,以及携带几何特征和湿度水平的传感器。 他们可以识别埋在废墟中的物体。

军方对发展高机动性特别感兴趣,使用机器人手臂来控制无人机飞行可以在高度受限空间中直接与周围环境相互作用。

例如,直升机和四旋翼等传统的无人机系统不能进行俯仰悬停,而这可以让他们在倾斜的山坡或者波涛汹涌的海面上的船只起飞或降落。

未来,这些机器人将能够与环境相互作用、收集样本、清除垃圾、提供医疗援助以及受害者评估。

建设更美好的未来

为了真正实用,这些系统必须具备一定的独立性。他们必须能够在收集新信息的同时修正自己的行动,并随时跟随及与人合作。

我们需要更好的人工智能(AI)工具来实现它。只有这样,救援机器人才能在没有数据或人类经验的情况下学会解决问题。增强型人工智能将使机器人能够在他们的操作环境中以最少的人力帮助移动自己,并以新颖的、开创性的方式进行自我调整。

我们需要能自动调整运动方式的机器人。他们必须能够走路、跑步、滚动、爬行、爬山、跳、飞和游泳,以应对不断变化的环境条件。

这些工具还将确保自主机器人能够处理挑战其感知、建模、规划或移动能力的意外情况或任务。

将来,机器人必须能够根据感知的地形或任务改变它们的外观、几何形状和运动。

基于它的设计,在澳大利亚拯救游泳者的无人机飞行时间不能超过20多分钟到30分钟,或者很快到达一个遥远的地方,而且仍然可以返回。现有SAR机器人的电池容量有限,承载能力小,适应性不足,严重限制了其应用。

我们需要能够像直升机一样快速飞行的救灾机器人,迅速过渡到高速飞行并突破挑战性环境。这些,连同使用工具(SAR电钻、液压机、剪板机、镐头)的人形机器人,目前正在开发中,将是游戏规则的改变者。

他们将有效帮助救灾人员和受害者,并以我们尚未发现的方式降低成本。

原创
注:机器人网原创文章,欢迎转载与分享,转载请注明出处。
广告
推荐使用浏览器内置分享