原标题:少年科学粉每日一题丨能适应各种地形的爬行搜救机器人厉害在哪?

北京时间8月8日21时19分,四川阿坝州九寨沟县发生7.0级地震,震中位于北纬33.2度、东经103.82度,震源深度20.0公里。附近省市群众表示有强烈震感。截至9日上午8时许,九寨沟县地震发生后已安全转移3万多名游客出地震区域,余下游客还在排查中,将尽快把游客疏散出地震区域。武警部队参谋部作战勤务指挥中心方面表示,武警部队共动用1383名官兵、67台(套)装备机械,第一时间投入抢险救援。

供稿 / 朱崇恺

由于地震发生后导致的建筑坍塌,救援人员不仅很难在废墟中寻找受困群众,甚至救援过程中自身也要面对危险。虽然考验通过挖掘机之类的大型器械对坍塌的废墟进行挖掘搜索,但是在一些狭小缝隙的空间里则失去了作用。这时,我们就需要借助一些特别的救援机器人来进行搜救。今天,小编就带你来认识几款灾后救援机器人。

本文选自《知识就是力量》杂志

蛇形机器人

9月刊“科学微距”栏目

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小伙伴们肯定已经见过或者听说过各种用途的机器人——扫地机器人、医疗机器人……最近,科学家们研发出了一款能够适应各种地形障碍的机器人,我们一起来看看它有什么特别之处。

蛇形机器人,是一种能够模仿生物蛇运动的新型仿生机器人。由于它能像生物一样实现“无肢运动”,因而被国际机器人业界称为“最富有现实感的机器人”。日本东京科技大学于1972年研制出世界上第一条蛇形机器人,其速度可达40厘米/秒。随着科技发展,现在的蛇形机器人整体构造更加小巧,灵活性更高。在地震救援中,蛇形机器人起到的作用更多的是搜索而非直接营救。由于其独特的构造以及灵活性,蛇形机器人能够更好地进入狭小的空间,通过自身携带的“摄像机”给搜救人员传输救援信息。虽然蛇形机器人仍处在研究发展阶段,但其已拥有广泛的应用前景,除了灾后救援之外,还可以应用到科学澳门百老汇官网网址,探险和状况检查、防恐防爆、医疗、航天航空、危险环境作业、军事、作为操作手等领域。

爬行搜救机器人

超性价比机器蟑螂

在澳大利亚布里斯班举行的2018年IEEE国际机器人与自动化会议上,以色列内盖夫本-古里安大学的扎鲁克(David
Zarrouk)博士展示了一个名为“后起之秀”的机器人(Rising STAR or
RSTAR)。这是扎鲁克蔓生系列机器人中的最新产品,旨在克服各种地形障碍,同时最大限度地降低运输成本。

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昆虫世界一直是机器人技术工程师的一个重要灵感源泉,一些工程师甚至让昆虫实现半机械化。加州大学伯克利分校的一名仿生学教授研制成功了一款仿昆虫机器人“达什”(Dash)。“达什”的设计灵感来源于蟑螂,看起来简单但却拥有令人不可思议的敏捷性和速度,每秒最多可移动1.5米。此外,“达什”装有来低分辨率照相机和一个Wi-Fi芯片。更令人感到吃惊的是,“达什”的身体异常坚固。如此强大的机器人,每个的造价还不到1美元。因为它的内部构造由废弃的手机和其他电子设备零部件制成,采用硬纸板制成其外表。相信在灾后救援上,这款机器人必然能大展拳脚。

名叫“后起之秀”的机器人

废墟洞穴可变形搜救机器人

这款机器人有什么特别之处?

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在这里,“蔓生”指的是机器人的轮子装在腿上,而腿从身体向下及外侧倾斜,其角度可以调节。同时机器人可以在圆形或模仿脚步的叶片型轮子之间自由切换。这都赋予了RSTAR额外的自由度,因为它的身体能够改变其相对于轮子的位置,从而改变机器人的质心。

由沈阳自动化所在“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,可进入坍塌建筑内部,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。

这似乎是一个简单的改变,但它可以实现一系列新的行为—RSTAR使用圆形轮子在坚硬平面上能以每秒3英尺的速度行进,切换用腿则可以穿过极其柔软或颗粒状的表面—如厚泥浆或沙子—而不会被卡住。在缝隙中,它也可以通过将轮子压到墙壁从而实现垂直爬行。

小飞机机器人

“RSTAR是非结构化环境中搜索和救援行动的理想选择,例如在倒塌的建筑物或水淹地区,它都能够适应并克服各种连续障碍到达目标”,扎鲁克总结说。

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希望这款机器人未来能够在某些灾害后的救援工作上起到作用!

小飞机机器人是一款可以在天上飞的机器人。这款机器人学名为旋翼飞行机器人,可以说是我国第一架小型无人驾驶直升机。其翼展3米左右,机身长3米左右。最快飞行速度可达70公里/小时左右,在进行超低空飞行时,最低离地面高度仅为10米,可根据山势等地形变化调整飞行高度和速度,使用93号汽油即可。它可进行大范围宏观灾情信息调查,比如可将方圆几十公里内的灾情信息在第一时间反馈给救援部门,为决策者进行支持。

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探测呼吸和体温的机器人“Quince”

【初中物理】知识点。

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由千叶工业大学研制。这款机器人体积小巧,装配有4组履带式轮子以及6个电动马达。其机械臂可以递送食物或者其他补给。Quince最令人感兴趣的地方莫过于传感器。它除了红外感应器同时携带了二氧化碳探测器,能够探测人体呼吸和体温状况,以便及时将被救者身体状况及时反映给救援人员。

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Kinect救援机器人

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英国沃里克大学的学生曾研制出一款用于地震搜救的机器人。采用Kinect作为主传感器的这款机器人在图像感知方面几乎无所不能,之所以不采用激光雷达的原因在于其不仅造价昂贵,而且效率不高,只能显示二维平面图像。相比之下,Kinect的测距仪能够传输3D地图,这对营救人员搜寻被困人员意义重大。

履带式救援机器人

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这款救援机器人的职责是将人送到安全地带,其内部装有一系列传感器,可在运送途中对伤者的血液流动情况以及其他重要生命体征进行监视。该款机器人日本横滨警视厅研制,能够将一名最重113公斤的伤员送到安全地带。借助于标准的红外摄像机,这款机器人也能够执行搜索任务,但它的主要用途还是充当安全性更高的远程遥控担架。

轮滑式救援机器人

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东京工业大学教授广濑茂男研发的最让人感兴趣的一款救援机器人,它能够分析地形来选择最佳前进方式。在崎岖路面毫无疑问用“腿”比用轮子更合适,但是在平坦路面,轮子是当之无愧的选择。为此,广濑茂男设计了一种可“变形”的机械腿,能够在需要的时候变成轮子,在速度、耗能或者稳定性方面都更具优势。

至今为止,地震依然无法预测,突如其来的地震夺去了无数人的性命。值得欣慰的是,地震发生后,四川省地震局已启动地震应急预案,实施1级响应,并立即召开紧急工作会议,安排部署应急处置工作,同时指令当地防震减灾部门迅速赶赴灾区组织抗震救灾工作。我国对于地震灾害救援经验丰富,政府和官兵火速赶往一线救援。加上各式灾后救援机器人的协助,希望更多被困人员能够尽快得到救助。祈福九寨沟,我们与九寨沟同在!

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