近期缅甸的大地震震撼了全球,并出现严重的伤亡。当此类重大灾难发生,建筑物倒塌时,常有人员受困於瓦砾堆下。在这些危险环境中救出受害者既危险又耗费体力。为此,麻省理工学院林肯实验室与圣母大学的研究人员合作开发了一款藤蔓机器人,能够像藤蔓一样在障碍物和狭小空间中穿梭,以协助搜救。
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来源:MIT Lincoln Laboratory |
这款藤蔓机器人名为「Soft Pathfinding Robotic Observation Unit, SPROUT」是一种软性机器人,能够像藤蔓一样生长,并在障碍物周围和狭小空间中穿梭。第一线救援人员可以将 SPROUT 部署到倒塌的建筑物下方进行探索、绘制地图,并寻找通过碎石的最隹进入路线。
SPROUT 由一根可从固定底座展开的充气密封织物管组成。管子充气後,由马达控制其展开。当管子延伸到瓦砾中时,它可以弯曲通过角落并挤过狭窄的通道。安装在管子尖端的摄影机和其他感测器可以拍摄并绘制机器人正在导航的环境地图。
操作人员使用操纵杆控制 SPROUT,并观看显示机器人摄影机画面的萤幕。目前,SPROUT的展开长度可达10英尺,团队正努力将其扩展到25英尺。
SPROUT 团队成员表示,都市搜救环境可能非常恶劣且难以预测,即使是最坚固的技术也难以运作。藤蔓机器人的基本运作方式减轻了其他平台面临的许多挑战。
第一线救援人员经常将摄影机和感测器等技术整合到他们的工作流程中,以了解复杂的作业环境。然而,许多这些技术都存在局限性。例如,专为搜救行动设计的摄影机只能在倒塌建筑物内沿直线探测。
如果团队想进一步搜索瓦砾堆,他们需要切开一个通道才能到达空间的下一个区域。机器人擅长在瓦砾堆顶部进行探索,但不适合在狭窄、不稳定的结构中搜索,且损坏後的维修成本很高。
SPROUT主要针对的问题是如何使用低成本、易於操作的机器人进入倒塌的建筑物下方,该机器人可以携带摄影机和感测器,并能通过蜿??的通道。
研究人员表示,倒塌事件是罕见但毁灭性的事件。在机器人领域,通常需要地面实况测量来验证实施方法,但对於倒塌的建筑物来说,这些根本不存在。为了解决这个问题,团队制作了一个模拟器,使他们能够创建倒塌建筑物的真实图像,并开发绘制空隙空间的演算法。