各式各样的地震救援机器人

撰稿: 沈阳自动化研究所 发布时间:2015-04-28

  由于地震发生后废墟结构极不稳定,很容易对在废墟中的救援队员造成危险。而涉核、涉化设施的震后救援,更充满危险性。一些大面积的倒塌建筑,可以借助机械挖掘搜索,但一些缝隙、狭小空间等,救援队员进去有危险,大型设备又没有“用武之地”,就需要一些特定的设备来完成搜救。

  今天就让我们来认识几款地震救援机器人。

  1、废墟搜救可变形机器人

  

  

  这款由沈阳自动化所在“十一五”863计划重点项目“救灾救援危险作业机器人技术”中的“废墟搜索与辅助救援机器人”课题下研发的废墟搜救可变形机器人可进入废墟内部,利用自身携带的红外摄像机、声音传感器将废墟内部的图像、语音信息实时传回后方控制台,供救援人员快速确定幸存者的位置及周围环境。同时,还能为实施救援提供救援通道的信息。

  20134月四川芦山地震救援行动中,废墟可变形搜救机器人和另外一款机器人化生命探测仪在震区实现了多种典型环境的搜索与排查,徒步十公里,实现了20余处废墟环境排查,圆满完成了芦山地震救援任务。

  2、旋翼无人机

  

  

  这款由沈阳自动化所研发的旋翼无人机充分发挥小巧、轻便、低空等特点,克服了地形、气候、气流等大型飞机较难应付的困难,多次起飞执行任务,获取灾区路况、灾后被毁建筑物分布情况,通过悬停方式对震后危楼进行生命迹象搜索,实时传回高分辨率影像和图片为救援队进行有针对性的调度和部署提供决策信息。将拍摄到的画面实时回传到地面控制台。救援队指挥官会根据传回来的影像及位置数据,有针对性地安排救援人员开展细致排查,可有效加快救援进程,减少了人员消耗。

  20134月四川芦山地震灾后排查工作中发挥了显著作用,4台飞行机器人共排查了6个乡镇,获取了近50平方公里震区的空中信息,排查了高层危楼50余栋,大大提高了国家救援队灾后排查救援的工作效率,缩短了他们的工作时长,赢得了国家地震救援队的信任并获得高度评价。

  3、火灾救援机器人

  

  图中的这个机器人看起来好像要把人体模型的头部给吞进肚子里,但实际上,它正在进行模拟训练。这个机器人来自东京消防厅,名叫RoboCue,用于火灾救援,它可以在事故现场,尤其在爆炸现场,定位并安全救出被困人员,同时,它也可以应用于自然灾害的救援。

  该机器人身上安装有超声波传感器和红外线摄像头,可以搜寻并定位被困人员,然后将伤员轻轻地拖到救护车上并转移到安全地带。而且它还携带有氧气瓶,可以随时为伤员输氧。

  4、蛇形机器人

  

  

  这个蛇形机器人是由日本著名的救灾机器人研究专家Satoshi Tadokoro(田所悟志)所研发的,主要用于搜寻被困人员。这个长约8米,宽约2.5厘米的机器人依靠装有动力装置的尼龙绳索进行驱动。

  虽然它的移动速度较慢,大约每秒5英寸,但是它可以深入废墟中的每个角落,还可以爬坡。它安装有针孔摄像头,可以将拍到的图像传给救援人员,帮助他们了解了解受灾区域的内部情形。它曾在佛罗里达的一次停车场坍塌事故中帮助救援队实施营救。

  5、履带式机器人

  

  

  虽然这个履带式机器人外表看上去既像棺材又像坦克,但它履行的却是救死扶伤的职责——将被困人员运往安全地带。它由日本横滨的警视厅研发,最多可承受一个重达110公斤的伤员。

  由于该机器人只安装了标准红外摄像机,因此它的搜寻功能有限,但是它的“遥控臂”可以将被困人员安全运出危险地带。它还内置有传感器,可以在运输途中探测被困人员是否受伤流血。

  6、轮滑式机器人

  

  东京工业大学的Shigeo Hirose(广濑茂男)教授设计了三种不同类型的救援机器人,每种机器人都为某一特定的目的而设计。

  第一种是蛇形机器人,它的每一面都有轮子,也就是说,无论这个机器人的哪一面朝上,它都可以自如移动。

  第二种是升级版的蛇形机器人,它使用的是踏板而非轮子,外壳更为坚固,并且可以防水防尘,能够在更严酷的环境下工作。

  第三种就是图上所示的轮滑式机器人,广濑茂男为它设计了可随意转换的机械腿,它可以检查地形以确定最佳的移动方式。在崎岖不平的地面上行动时,相比踏板,支架的灵活性更佳。但在平地上,不管是速度、能量需求还是稳定性上,轮子的表现都更为优异。机器人可以通过检查地形来确定究竟使用支架还是轮子。

  7、呼吸探测机器人

  

  

  这个名为Quince的小型机器人由千叶工业大学所研发设计。虽然它体积非常小,和小孩子的玩具车差不多,但是它安装有四组轮子、踏板和六个电动发动机,并且还有一个机器臂用来开门、传递食物等生活必需品。最重要的是,它还内置有一台红外线传感器和一台二氧化碳传感器,用于探测人的呼吸和体温状况。

  8、Kinect地震救援机器人

  

  英国华威大学的学生们设计研发出了一款用于地震救援的机器人,它的特殊之处在于它的主要传感器是Kinect,而不是常用的激光雷达。相较于Kinect,激光雷达更昂贵,而且效率不高(它只能显示二维平面影像)。而Kinect测距仪可以传送三维图像资料,在地震中可以帮助救援人员定位被困人员。

  9、人形机器人

  

  这款人形机器人叫做BEAR,由美国维克那机器人公司所研发设计,它是目前医疗机器领域中最人形化的机器人之一。它能够代替人类在战场进行活动。利用腿部的两个独立踏板,BEAR可以完成各种特殊动作,并且可以依靠它的膝盖臀部足部运动来改变身体的高度。维克那公司希望美国军方可以引进该机器人,来代替士兵应对危险的战场环境。

  10、无敌机器蟑螂

  

  长久以来,昆虫世界一直是机器人工程学领域灵感来源的沃土。加州大学伯克利分校的一位仿生学教授发明了一款极其廉价却又非常坚固的机器昆虫——DashDash的设计受到了蟑螂的启发。它的体积比一美元纸币还要小,内部的元件是用手机和其他电子器件的废弃部分所组装而成的,而身体则是由硬纸板做成的。

  它内置有低分辨率照相机和Wi-Fi芯片。它最大的优点是行动非常敏捷,每秒可以行走”1.5米,而且外壳坚固,即使从十层楼上摔下来也毫发无伤,仍能健步如飞。对于预算有限的救援行动而言,Dash的价值不可估量。

    

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