近期緬甸的大地震震撼了全球,並出現嚴重的傷亡。當此類重大災難發生,建築物倒塌時,常有人員受困於瓦礫堆下。在這些危險環境中救出受害者既危險又耗費體力。為此,麻省理工學院林肯實驗室與聖母大學的研究人員合作開發了一款藤蔓機器人,能夠像藤蔓一樣在障礙物和狹小空間中穿梭,以協助搜救。
 |
來源:MIT Lincoln Laboratory |
這款藤蔓機器人名為「Soft Pathfinding Robotic Observation Unit, SPROUT」是一種軟性機器人,能夠像藤蔓一樣生長,並在障礙物周圍和狹小空間中穿梭。第一線救援人員可以將 SPROUT 部署到倒塌的建築物下方進行探索、繪製地圖,並尋找通過碎石的最佳進入路線。
SPROUT 由一根可從固定底座展開的充氣密封織物管組成。管子充氣後,由馬達控制其展開。當管子延伸到瓦礫中時,它可以彎曲通過角落並擠過狹窄的通道。安裝在管子尖端的攝影機和其他感測器可以拍攝並繪製機器人正在導航的環境地圖。
操作人員使用操縱桿控制 SPROUT,並觀看顯示機器人攝影機畫面的螢幕。目前,SPROUT的展開長度可達10英尺,團隊正努力將其擴展到25英尺。
SPROUT 團隊成員表示,都市搜救環境可能非常惡劣且難以預測,即使是最堅固的技術也難以運作。藤蔓機器人的基本運作方式減輕了其他平台面臨的許多挑戰。
第一線救援人員經常將攝影機和感測器等技術整合到他們的工作流程中,以了解複雜的作業環境。然而,許多這些技術都存在局限性。例如,專為搜救行動設計的攝影機只能在倒塌建築物內沿直線探測。
如果團隊想進一步搜索瓦礫堆,他們需要切開一個通道才能到達空間的下一個區域。機器人擅長在瓦礫堆頂部進行探索,但不適合在狹窄、不穩定的結構中搜索,且損壞後的維修成本很高。
SPROUT主要針對的問題是如何使用低成本、易於操作的機器人進入倒塌的建築物下方,該機器人可以攜帶攝影機和感測器,並能通過蜿蜒的通道。
研究人員表示,倒塌事件是罕見但毀滅性的事件。在機器人領域,通常需要地面實況測量來驗證實施方法,但對於倒塌的建築物來說,這些根本不存在。為了解決這個問題,團隊製作了一個模擬器,使他們能夠創建倒塌建築物的真實圖像,並開發繪製空隙空間的演算法。