未來(lái)救援任務(wù)就靠這些救災(zāi)機(jī)器人了

本周三，意大利中部山區(qū)發(fā)生6.2級(jí)地震，死亡人數(shù)已增至247人，幾乎同時(shí)緬甸第二大城市曼德勒市附近也發(fā)生6.8級(jí)地震，兩個(gè)地方的救援工作還在進(jìn)行中，然而傷亡人數(shù)還在增加。

地震發(fā)生后的廢墟結(jié)構(gòu)極不穩(wěn)定，其中的救援人員面臨很多危險(xiǎn)，而涉核、涉化設(shè)施的震后救援，更充滿致命的危險(xiǎn)性。同時(shí)，大型機(jī)器設(shè)備很難穿越廢墟，無(wú)法有效施救。所以，開(kāi)發(fā)出可以穿越復(fù)雜、狹窄空間的機(jī)器人，是地震救援研究中的重要方向。

蟑螂機(jī)器人

據(jù)統(tǒng)計(jì)，地震中大部分的人都是因?yàn)楸焕г趶U墟中無(wú)法得到及時(shí)救援而死亡的，所以找到幸存者是救援工作的關(guān)鍵。

科學(xué)家們從蟑螂這種動(dòng)物上找尋靈感，這種生物雖然令人生厭，卻有著非凡的鉆縫技能。

在“壓扁”蟑螂的實(shí)驗(yàn)中，研究者們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)承受著300倍于自身體重的壓縮力時(shí)，蟑螂依然可以在狹窄的縫隙中移動(dòng)；而當(dāng)受力提高至體重的將近900倍時(shí)，看似“壓成餅”的蟑螂其實(shí)還沒(méi)有受傷。

今年2月，加州伯克利大學(xué)的研究人員借鑒蟑螂靈活的外骨骼結(jié)構(gòu)，制造出一款機(jī)器人雛形，更加適應(yīng)狹窄崎嶇的地面環(huán)境。

這個(gè)蟑螂機(jī)器人可以順利通過(guò)不到自己身高一半的狹窄空間，這也使得它擁有了鉆進(jìn)廢墟瓦礫，搜尋地震幸存者生命跡象的潛能。

可探測(cè)呼吸和體溫的Quince機(jī)器人

日本是地震多發(fā)國(guó)，對(duì)地震救援機(jī)器人投入了很多的人力和財(cái)力進(jìn)行研究，其中Quince機(jī)器人比較有代表性。

實(shí)驗(yàn)室中的Quince

Quince只有兒童玩具汽車(chē)大小，裝有4組履帶式輪子以及6個(gè)電動(dòng)馬達(dá)。它的機(jī)械臂可以開(kāi)門(mén)和遞送食物或者其他補(bǔ)給。Quince尤其優(yōu)秀的地方在于其傳感器設(shè)備，它的紅外感應(yīng)器同時(shí)也是二氧化碳探測(cè)器，能夠探測(cè)人體呼吸和體溫狀況，這可以用于探索地震中的生命跡象。

Quince在2011年日本福島核電站泄露施救工作中發(fā)揮了很大的作用，它先后走遍了多個(gè)樓層，進(jìn)行了輻射和溫度測(cè)試，它還深入核反應(yīng)堆建筑物內(nèi)部拍攝了很多清晰的照片。

但是Quince最后并沒(méi)有成功返回，它在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中與控制中心失去了聯(lián)系。而東電公司接著派出的機(jī)器人都紛紛“殉職”。

當(dāng)時(shí)，福島第一核電站的爐心熔毀，東電公司雖然派遣了幾個(gè)機(jī)器人勘察情況，但是這些機(jī)器人一接近核反應(yīng)爐就受到輻射破壞，卡在半途動(dòng)彈不得。

最后東電不得不求助于美國(guó)的軍用機(jī)器人PacKBot（iRobot公司產(chǎn)品），然而此時(shí)已經(jīng)錯(cuò)過(guò)了控制核泄漏的最佳時(shí)期。

PacKBot

DARPA專為救災(zāi)機(jī)器人設(shè)立競(jìng)賽

在2011福島核泄漏時(shí)，美國(guó)“國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局”（Defense Advanced Research Projects Agency，以下簡(jiǎn)稱DARPA ）的研究人員也參與了救援計(jì)劃，他們深感機(jī)器人在救災(zāi)方面的局限，再加上近些年世界其它國(guó)家和地區(qū)的自然災(zāi)難頻繁發(fā)生，于是決定舉辦 DARPA 機(jī)器人挑戰(zhàn)賽（DRC ），目的是提高機(jī)器人在危險(xiǎn)環(huán)境中的適應(yīng)能力。

DRC 從 2012 年開(kāi)始，已經(jīng)舉辦了 3 次。以 2015 年的比賽為例，參賽隊(duì)伍的機(jī)器人在兩天的賽事中，有兩次機(jī)會(huì)完成涵蓋 8 項(xiàng)任務(wù)的障礙賽，包括開(kāi)車(chē)、下車(chē)、進(jìn)門(mén)、打開(kāi)活閥、使用電鉆破墻、穿過(guò)雜物地形、上樓梯和更換電纜插座。賽事設(shè)計(jì)特別受到福島核災(zāi)啟發(fā)，模擬類似福島第一核電廠事故的情況。為了模擬真實(shí)環(huán)境，機(jī)器人與控制團(tuán)隊(duì)的內(nèi)部溝通網(wǎng)絡(luò)需要中斷 30 秒以上。

以下是 2015 年 DRC 賽場(chǎng)上獲得冠軍的選手：來(lái)自韓國(guó) KAIST 隊(duì)的 DRC-HUBO 機(jī)器人。

DRC-HUBO 表現(xiàn)出極強(qiáng)的靈敏性，它有兩條腿，可以走路。但在有必要時(shí)，它也可以跪下來(lái)，利用膝蓋和腳上的輪子前進(jìn)，這會(huì)讓它前進(jìn)時(shí)更加穩(wěn)定。它能夠更快地完成任務(wù)，同時(shí)幾乎不會(huì)摔倒。

DARPA 上的任務(wù)比較適合人形機(jī)器人，因?yàn)槲覀兊沫h(huán)境都被設(shè)計(jì)成適合人類身體的構(gòu)造，比如我們的門(mén)被設(shè)計(jì)成適合人形手來(lái)開(kāi)。所以人形機(jī)器人更加適應(yīng)某些復(fù)雜環(huán)境中的任務(wù)，像開(kāi)門(mén)、開(kāi)車(chē)這樣的任務(wù)是小型探測(cè)型機(jī)器人無(wú)法勝任的。

為了應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害和各種社會(huì)問(wèn)題的救援工作，研究人員們一直在努力開(kāi)發(fā)出更為靈敏有效的機(jī)器人。但在意大利這場(chǎng)地震災(zāi)害中，我們似乎并沒(méi)有看到智能機(jī)器人參與救援的身影，說(shuō)明機(jī)器人從實(shí)驗(yàn)室到廢墟戰(zhàn)場(chǎng)，仍還有一段距離。