未來救援任務(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級地震，死亡人數(shù)已增至247人，幾乎同時緬甸第二大城市曼德勒市附近也發(fā)生6.8級地震，兩個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，而涉核、涉化設(shè)施的震后救援，更充滿致命的危險性。同時，大型機(jī)器設(shè)備很難穿越廢墟，無法有效施救。所以，開發(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，地震中大部分的人都是因為被困在廢墟中無法得到及時救援而死亡的，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”蟑螂的實驗中，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，蟑螂依然可以在狹窄的縫隙中移動；而當(dāng)受力提高至體重的將近900倍時，看似“壓成餅”的蟑螂其實還沒有受傷。

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。

這個蟑螂機(jī)器人可以順利通過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。

可探測呼吸和體溫的Quince機(jī)器人

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

實驗室中的Quince

Quince只有兒童玩具汽車大小，裝有4組履帶式輪子以及6個電動馬達(dá)。它的機(jī)械臂可以開門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)器同時也是二氧化碳探測器，能夠探測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，它先后走遍了多個樓層，進(jìn)行了輻射和溫度測試，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最后并沒有成功返回，它在執(zhí)行任務(wù)過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，福島第一核電站的爐心熔毀，東電公司雖然派遣了幾個機(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，卡在半途動彈不得。

最后東電不得不求助于美國的軍用機(jī)器人PacKBot（iRobot公司產(chǎn)品），然而此時已經(jīng)錯過了控制核泄漏的最佳時期。

PacKBot

DARPA專為救災(zāi)機(jī)器人設(shè)立競賽

在2011福島核泄漏時，美國“國防部高級研究計劃局”（Defense Advanced Research Projects Agency，以下簡稱DARPA ）的研究人員也參與了救援計劃，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)器人在危險環(huán)境中的適應(yīng)能力。

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

以下是 2015 年 DRC 賽場上獲得冠軍的選手：來自韓國 KAIST 隊的 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，它也可以跪下來，利用膝蓋和腳上的輪子前進(jìn)，這會讓它前進(jìn)時更加穩(wěn)定。它能夠更快地完成任務(wù)，同時幾乎不會摔倒。

DARPA 上的任務(wù)比較適合人形機(jī)器人，因為我們的環(huán)境都被設(shè)計成適合人類身體的構(gòu)造，比如我們的門被設(shè)計成適合人形手來開。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)，像開門、開車這樣的任務(wù)是小型探測型機(jī)器人無法勝任的。

為了應(yīng)對自然災(zāi)害和各種社會問題的救援工作，研究人員們一直在努力開發(fā)出更為靈敏有效的機(jī)器人。但在意大利這場地震災(zāi)害中，我們似乎并沒有看到智能機(jī)器人參與救援的身影，說明機(jī)器人從實驗室到廢墟戰(zhàn)場，仍還有一段距離。