在狹窄通道勘探環(huán)境下 機(jī)器人將會(huì)發(fā)揮功能
在匹茲堡的最后一天,我們來(lái)到了一座已經(jīng)被廢棄的地下礦井。就在這座城市的東北部,很多資源行業(yè)的老板們已經(jīng)開(kāi)始在天氣轉(zhuǎn)暖的月份中進(jìn)行實(shí)地考察,盡管礦井內(nèi)部的溫度一年到頭都保持著50度左右的高溫溫度。
在礦井內(nèi),來(lái)自美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)和俄勒岡州立大學(xué)的一組學(xué)生正在為即將參加的機(jī)器人比賽準(zhǔn)備自己的作品。這個(gè)小團(tuán)隊(duì)是目前參加DARPA地下挑戰(zhàn)賽的十幾個(gè)參賽小組之一。
這項(xiàng)持續(xù)多年研發(fā)的SubT機(jī)器人競(jìng)賽旨在開(kāi)發(fā)能夠“探索快速繪制、導(dǎo)航、搜索和開(kāi)發(fā)復(fù)雜地下環(huán)境的新方法,包括人造隧道系統(tǒng)、城市地下和自然洞穴網(wǎng)絡(luò)等。特別值得關(guān)注的是,搜救隊(duì)的任務(wù)是在地下結(jié)構(gòu)中進(jìn)行搜救,無(wú)論是礦井、洞穴,還是地鐵站。”
這項(xiàng)累計(jì)耗資200萬(wàn)美元的挑戰(zhàn)目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種系統(tǒng),在地下結(jié)構(gòu)發(fā)生塌方或其他災(zāi)難時(shí),能夠在復(fù)雜的地下環(huán)境中進(jìn)行移動(dòng)和導(dǎo)航。這些機(jī)器人被創(chuàng)造出來(lái)主要的目的是為了觸達(dá)人類(lèi)救援人員無(wú)法企及的地方,或者數(shù)對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)有危險(xiǎn)的地方。
CMU團(tuán)隊(duì)的解決方案包含了不止一位機(jī)器人,包括一個(gè)輪式火星車(chē)和一個(gè)由小型業(yè)余愛(ài)好者無(wú)人機(jī)改造的地下無(wú)人機(jī)?!拔覀兊南到y(tǒng)由能夠跟蹤和自動(dòng)跟隨地形的地面機(jī)器人組成,”CMU的史蒂夫·威利特斯(Steve Willits)表示,他是該項(xiàng)目的技術(shù)顧問(wèn)?!巴瑫r(shí)我們還有一架由Hexacopter改裝的無(wú)人機(jī),它配備了所有用來(lái)探測(cè)礦井不同區(qū)域所需的傳感器和設(shè)備組件。”
其中火星車(chē)機(jī)器人將3D攝像頭和激光雷達(dá)結(jié)合到一起來(lái)進(jìn)行導(dǎo)航和繪制環(huán)境地圖,同時(shí)在地下廢墟中尋找被困者。它可以收集感應(yīng)數(shù)據(jù),而這些數(shù)據(jù)可以通過(guò)視覺(jué)定位功能進(jìn)行自動(dòng)歸類(lèi)。同時(shí),它可以操作那些為人類(lèi)而設(shè)的手持設(shè)備。在勘探環(huán)境下,可以被人類(lèi)遠(yuǎn)程遙控。如果它發(fā)現(xiàn)所面對(duì)的環(huán)境因?yàn)樗槠?、狹窄通道或樓梯等環(huán)境障礙而無(wú)法移動(dòng)的時(shí)候,接下來(lái)就是另外一架無(wú)人機(jī)機(jī)器人發(fā)揮作用的時(shí)候了,它的設(shè)計(jì)目的是從當(dāng)前的進(jìn)度起飛,繼續(xù)搜索。
與此同時(shí),火星車(chē)機(jī)器人會(huì)像軌跡車(chē)一樣,在自己的尾部使用具有三防特性的Wi-Fi信號(hào)中繼器,在救援的過(guò)程中繼續(xù)擴(kuò)大信號(hào)覆蓋范圍,這些機(jī)器人需要和基站之間建立通訊聯(lián)系看,這是靠貫穿礦井下的WLAN信號(hào)實(shí)現(xiàn)。不過(guò)目前其中大部分的技術(shù)仍處于早期測(cè)試階段,雖然該團(tuán)隊(duì)能夠在測(cè)試行動(dòng)中演示火星車(chē)和無(wú)人機(jī),但目前仍然沒(méi)有掌握讓它們協(xié)同工作的有效方法。