救援機器人：研發新一代救生機器人

Published by Deviceplus 編輯團隊 at 2022.04.21

日本救援機器人

日本在研發抗震建築技術方面具有無可置疑的領先地位。在整個20世紀，數千人在日本地震中喪生。據估計，在1948年6月的福井地震中，有3000多人死亡。由於地質原因，日本一直面臨著巨大的地震危機，而這一現實是無法改變的。所以，日本工程師和領導人都積極致力於尋找減少地震影響的方法。

東京消防局的機器人RoboCue是已經投入使用的一種救援機器人。該機器人最初被設計用來在爆炸地點附近尋找受害者，該機器人使用紅外熱像儀和超聲波技術來定位可能被殘骸困住的人。這些感測器至關重要，因為受傷的人可能無法呼救來尋求幫助。機器人將受傷人員放置在一個平台上，以便將他們移送到更安全的區域。在地震區，這種機器人可以用來對受損的建築物、橋樑和其他基礎設施進行探索檢測，從而找到受害者。這種機器人需要在操作人員的遠端指導下找到受困的人。

將受傷人員帶離救援現場不是在災難中對人類進行幫助的唯一途徑。在倒塌的建築物中，一個像RoboCue這樣的大型機器人可能是無法行駛的。所以，在這種情況下，您就會需要一個小型機器人，如蛇形機器人。這種機器人技術是基於一個較早的技術—視訊顯微鏡—進行研發的。主要區別在於，東北大學的Satoshi Tadokoro所研發的蛇形機器人可以爬上20度的斜坡，並且可以繞過6英寸高的障礙物。透過對這幾種裝置進行選擇和使用，搜索和救援人員可以評估損耗並確定救援的最佳方案。

福島第一核電站事故是如何激發新一代救援機器人研究的

核事故中，救援人員很難在災難現場提供幫助。核設施的輻射會對人類產生致命的影響，並顯著增加患其他疾病的機率。不幸的是，很少有可以在這種條件下運行的機器人。

為了對應這一挑戰，美國國防高級研究計畫局（DARPA）介入這一領域以鼓勵創新研究。該組織的機器技術挑戰賽要求新型機器人具有以下功能：“接合緊急斷路切換，從俯臥姿勢站起，步行10米不發生摔倒，越過障礙物並將圓形閥旋轉360度。”讓我們來回顧一下DARPA挑戰賽中的機器人所使用的一些硬體：

加速度計：為了實現安全行駛，需要使用該裝置來説明災難救援機器人對速度進行測量。想像一下機器人在殘骸中行動的場景。它需要緩慢行動，以免被撞倒。加速度計可以説明機器人實現對速度的有效控制。
陀螺儀：當機器需要改變方向的時候，如何保持其穩定性？陀螺儀在維持機器人平衡方面發揮了作用。對於人形機器人，陀螺儀對於保持平衡至關重要。由於災區可能到處都是殘骸碎片，機器人對平衡性的保持將會是救援機器人的關鍵功能。
3D雷射掃描器：某些救援機器人，例如Momaro（由德國研究人員研發），使用3D雷射掃描器來創建周圍區域的詳細地圖。該功能很有幫助，因為它可以為救援人員提供救援現場的詳細地圖。
機械手：為了説明災難中的人們，機器人還需要能夠撿拾和清理木材以及其他材料的物品。因此，救援機器人需要具備靈敏的抓手來檢測壓力並小心地移除殘骸碎片。有關機械手和類似裝置的更多資訊，請查看我們的文章：人造皮膚和直接大腦控制: 機器人假肢的未來。

借助救災機器人挽救生命的四種方法

員警、消防員和其他專業人員是如何借助機器人在災難現場進行救助的？基於當前技術，以下是最普遍使用的幾種方式：

資訊收集：救援人員在進入災難區域（例如發生故障的核電站或部分倒塌的建築物）之前，需要瞭解詳細的資訊。救援機器人可以被送至現場，透過雷射和熱圖像來創建照片、視訊以及3D地圖，並對這些資料進行收集。
災難現場清理：在破碎的傢俱、木材、磚塊以及其他雜物上攀爬是非常危險的！為了減少受傷的風險，可以使用救援機器人對路徑進行清理。對災難現場的清理可以使救援行動更容易進行。
直接營救：在某些情況下，救援機器人可以直接對人們實施幫助。已經在日本投入使用的RoboCue可以將受傷人員移送出現場。
運送輔助物資：説明遭受災難的偏遠地區（例如大規模森林大火）的受困人群是很困難的。在這種情況下，您可以使用機器人來運送食物、水和急救用品。這種物資運輸可以幫助受害者在計畫全面營救期間維持生命。