用于日本震后救援的機器人技術(shù)

日本大地震造成眾多房屋倒塌和人員傷亡，核泄漏更使救援工作更加艱巨。日本作為機器人技術(shù)最先進(jìn)、應用最廣的國家，將使用機器人參與此次地震搜救工作。

因為搜救機器人能夠到達人無(wú)法進(jìn)入的區域，比如廢墟中、核污染區。據國外媒體報道，目前至少已經(jīng)確認有兩支救援隊將使用機器人來(lái)配合工作。其中一個(gè)機器人就是蛇形機器人，長(cháng)26英尺(約8米)，帶內窺鏡攝像機，能深入廢墟內部，探測是否有傷員存在。另一個(gè)機器人是Quince，該機器人有四個(gè)輪子，一個(gè)長(cháng)長(cháng)的手臂，并裝有攝像頭。操控人員可以根據攝像頭看到的環(huán)境操縱機器人，讓機器人打開(kāi)門(mén)鎖，運送水和食物等。機器人還裝有紅外傳感器和二氧化碳傳感器，通過(guò)探測人的體溫和呼出的二氧化碳來(lái)發(fā)現被困人員，還能繪制所在環(huán)境的三維地圖。

震后救援困難？機器人隊員顯身手


蛇形機器人

日本的機器人專(zhuān)家計劃使用KOHGA3地面機器人在日本本州島東北部八戶(hù)地區的一座坍塌的大樓里進(jìn)行偵測。(下圖中所示是正在測試中的機器人)。

之前的兩支救援隊正在整裝待發(fā)，準備部署地面機器人和蛇形機器人。一支救援隊位于東京，另一救援隊位于仙臺，并且他們準備在必要時(shí)到達日本任何地區參與搜救。

現在，我們了解到，另外兩支救援隊也準備使用機器人。一隊由千葉理工學(xué)院的Eiji Koyanagi教授率領(lǐng)，他們是應位于東京東部仙臺地區鹿島的一家公司的請求，使用機器人檢測水下基礎設施(機器人專(zhuān)家不允許透露這家公司的名稱(chēng)以及基礎設施的性質(zhì))。Koyanagi教授到達現場(chǎng)，評估可以使用哪種機器人。

另一隊由京都大學(xué)的Fumitoshi Matsuno教授率領(lǐng)，Fumitoshi Matsuno教授現任國際救援體系學(xué)會(huì )副會(huì )長(cháng)，這支隊伍將抵達青森地區的八戶(hù)，幫助檢測一座天花板坍塌的大樓。他們將與來(lái)自八戶(hù)理工學(xué)院的同行合作，派出名叫KOHGA3的地面救援機器人。

機器人在鹿島和八戶(hù)的工作都不涉及幸存者搜救。他們擔負的使命是復原，目標是確定損失情況，在修復和重建方面做出下一步規劃。

事實(shí)上，從現在起，復原應該成為大多數機器人的工作重點(diǎn)，而不是搜救工作。但是，日本的這兩支隊伍仍做好準備在緊急情況發(fā)生時(shí)利用機器人幫助有需要的災民。

據日本東北大學(xué)教授兼國際救援體系學(xué)會(huì )會(huì )長(cháng)Satoshi Tadokoro所述，他已經(jīng)與仙臺和神戶(hù)的消防廳、貿易產(chǎn)業(yè)部東北分部及多家企業(yè)取得聯(lián)系，表明他的救援隊里的機器人可以完成任何類(lèi)型的使命。他表示， 機器人特別適合倉庫和工廠(chǎng)救援。他說(shuō)：“我的機器可以檢測受損的工廠(chǎng)，特別是危險區域，比如化工廠(chǎng)。”

救援機器人隊伍中有許 多日本著(zhù)名專(zhuān)家，如Tadokoro、Koyanagi、Matsuno和來(lái)自長(cháng)岡理工大學(xué)的同事Tetsuya Kimura，以及來(lái)自新鴻理工學(xué)院的Katsuji Ohgane。在地震發(fā)生時(shí)，他們實(shí)際上正在美國，正在災難城市進(jìn)行機器人試驗，參加美國德州農工大學(xué)由機器人輔助搜救中心(CRASAR)組織的一次行 業(yè)研討會(huì )，研討會(huì )的主辦者為Robin Murphy教授，也是救援機器人領(lǐng)域的一名權威人士。這些研究人員還是IEEE機器人和自動(dòng)化協(xié)會(huì )會(huì )員。

在得知地震消息后，他們立即飛回日本。Tadokoro教授離開(kāi)成田機場(chǎng)后，驅車(chē)趕往他位于仙臺的家鄉，隨車(chē)帶著(zhù)大量的工具——一個(gè)象坦克一樣名叫Quince的地面救援機器人，和活動(dòng)內窺鏡照像機、還有一個(gè)遙控的蛇形機器人。

Quince(如下圖所示)的研發(fā)作為日本新能源和工業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)機構(NEDO)項目的一部分，是在國際救援體系學(xué)會(huì )的支持下，由Tadokoro教授和Koyanagi教授領(lǐng)導的多名科研人員共同取得的研究成果。

活動(dòng)內窺鏡照像機是日本多種機器人之一，一直在實(shí)際災難中應用。下面的照片是2008年美國佛羅里達州杰克遜維爾市Berkman Plaza 2車(chē)庫倒塌時(shí)這款機器人的實(shí)際工作場(chǎng)景。

在驅車(chē)趕往仙臺，經(jīng)過(guò)海岸邊的公路時(shí)，Tadokoro教授看到倒塌的建筑物并不多，這個(gè)地區的主要破壞是由海嘯引起的。也就是說(shuō)，這里可能并不需要他的機器人，因為機器人最適合的是檢測破碎受損的結構。

但Tadokoro教授和他的同事們沒(méi)有時(shí)間休息。復原工作剛剛開(kāi)始，可能還會(huì )有更多的余震，加上核危機的威脅，這些機器人專(zhuān)家和機器人都處在隨時(shí)待命的狀態(tài)。

更多KOHGA3照片：

本文中照片由京都大學(xué)、東北大學(xué)和國際救援體系學(xué)會(huì )提供