地震救援机器人什么时候能够全面开工?

2018-06-08 09:52

“亲爱的宝贝,如果你还活着,一定要记得我爱你!”这是汶川地震中一位母亲留给年幼的孩子最后一句话。被发现时,她的身体已经砸的变了形,但这位母亲以匍匐着的姿势紧紧的抱住年幼的孩子,最终孩子安然无恙,母亲却不幸遇难。


 

今年是汶川地震十周年。十年前的5月12日,四川省汶川地区发生里氏8.0级特大地震,造成了69227人遇难、17923人失踪、374643受伤,倒塌房屋15000万间,直接经济损失8523亿元。


 

数据是冷冰的,但是背后却是万千家庭破碎的声音。在汶川地震中,虽然我国在进行了积极的救援,但是结果依然使我们目不忍视。可喜的是,随着人工智能技术的发展,地震救援机器人已经小有成果,也许在将来,地震救援将会更加高效。


 

上能钻下能爬,地震机器人多样化明显


 

履带式救援机器人:由日本横滨的警视厅发明,可以直接把人吞进机器里然后带离危险地带,有效减少百分之六十的伤亡。该机器人配备了摄像机、机械臂和各种传感器等装置,其中机器里供人躺着的担架里的传感器还可以探测伤者的伤情。


 

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蛇形机器人:为弥补了履带式救援机器人不能钻进狭小的缝隙的问题,日本又发明了蛇形机器人,它长约8米,宽约2.5厘米,主要用于搜寻被困人员,它依靠装有动力装置的尼龙绳索进行驱动,可以深入废墟中的每个角落。蛇形机器人安装有针孔摄像头,可以将拍到的图像传给救援人员,帮助他们了解受灾区域的内部情形。


 

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斯坦福大学的机械工程师们则开发出一种蛇形会生长的软体机器人,它能够在不移动整个身体的情况下,长距离生长,并能蛇形蜿蜒。它们比纯机械机器人更安全,这不仅是因为它们柔软,还因为它们往往极轻,便于延展靠近人体。


 

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蟑螂机器人:蟑螂虽然令人生厌,却有着非凡的钻缝技能和“抗压能力”。加州伯克利大学的研究人员借鉴蟑螂灵活的外骨骼结构,制造出一款机器人雏形,更加适应狭窄崎岖的地面环境。这个蟑螂机器人可以顺利通过不到自己身高一半的狭窄空间,这也使得它拥有了钻进废墟瓦砾,搜寻地震幸存者生命迹象的潜能。


 

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可探测呼吸和体温的机器人:Quince机器人是很有代表性的救援机器人,它只有儿童玩具汽车大小,装有4组履带式轮子以及6个电动马达。它的机械臂可以开门和递送食物或者其他补给。Quince尤其优秀的地方在于其传感器设备,它的红外感应器同时也是二氧化碳探测器,能够探测人体呼吸和体温状况,这可以用于探索地震中的生命迹象。


 

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国内也有一些做得好的地震救援机器人,但是大多属于上面几类。可以看出地震救援机器人的种类已经越来越多样化,最理想化的结果是,今后的救援中,机器人“深入一线”,“蜿蜒前进”,发挥“一臂之力”,“担负”起救援的重任。但在实际使用过程中,依然存在这样那样的问题。


 

救援机器人是专家,还是“新难民”?


 

汶川地震期间,有很多民间志愿者自行跑去汶川地区救援,结果呢?成为了“新难民”,给专业的救援人员带来了极大的麻烦。在灾害救助中,不专业的“行动”,比如对地震险情没有预判,缺乏专业知识,准备不充分等等,只会给灾区造成更大的伤害。


 

甚至有救援专业人士认为,震后救援对实施者的考验,比大夫上手术台做最困难的手术还要重大。而救援机器人是否能经受这一考验呢?


 

2001年世界贸易中心大楼被毁时,工程师安排了几个轻巧的机器人到废墟中进行搜寻。这些机器人可以钻进那些第一批救灾人员无法进入的地方,但是,这些机器人没有找到任何幸存者,也不能耐高温,最终出现了许多技术故障。


 

仅仅在10年后日本福岛核电站泄露施救工作中,Quince发挥了很大的作用,它先后走遍了多个楼层,进行了辐射和温度测试,它还深入核反应堆建筑物内部拍摄了很多清晰的照片。但是Quince最后并没有成功返回,它在执行任务过程中与控制中心失去了联系。而东电公司接着派出的机器人也都纷纷“殉职”。


 

从任务层面来说,现阶段的救援机器人确实能完成某一部分任务,但是可能还没有达到人们心中专业的标准。因此人们往往会对这门技术很抗拒,2017年9月,墨西哥城发生7.1级地震。在地震发生后不久,一队来自卡内基·梅隆大学的机器人专家来到震区,但是,在该团队停留在灾区的3天,他们的蛇形机器人仅仅只被使用了一次,而且使用结果不甚理想。


 

这说明在实际情况中,地震救援机器人作为震后救援实施者,如果不是专业性足够高,那么它无疑是某种程度上的“新难民”。


 

但是现在技术发展得怎么样呢?


 

由于在城市里,楼梯是为人腿攀爬而设计的,门是为人手打开而设计的,因此救援机器人越来越的类人化。去年12月,佛罗里达州的一个救援机器人比赛赛场上,机器人们笨拙地蹒跚前行,完成一系列任务,包括开门、越过碎石、旋转阀门。而与此同时,让机器人把工具放在桌子上这样一个简单的动作都还被认为是炫耀。


 

这很多这样的任务,人在一分钟或更少的时间内就可以完成,如今最先进的人形救援机器人才刚开始冒险走出实验室,正处于蹒跚学步阶段。


 

想要技术真正的从实验室走出去,还有相当长的一段路。据统计,地震中大部分的人都是因为被困在废墟中无法得到及时救援而死亡的,所以找到幸存者是救援工作的关键。而围绕找幸存者,在震区的复杂情况下,如何更精准的定位和进行机器识别这种底层技术仍然是现阶段亟需解决的问题。


 

全面的地震救援机器人还有多远


 

地震大多发生在板块边界上,全球最大的两大地震带分别是环太平洋地震带和欧亚地震带,是全球六大板块间的接触带。而日本则恰好地处太平洋板块和亚欧板块的交界处,所以地震活动很频繁,一年大大小小的地震加起来近1000次,正是这种情况,导致日本对地震救援机器人投入了很多的人力和财力进行研究,取得了很多成果。


 

我国位于世界两大地震带——环太平洋地震带与欧亚地震带之间,是多地震的国家之一。截至完稿,在我说不出具体地名的地方,正在历经一场地震。


 

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数据来自中国地震台网


 

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我国近6个月地震情况,数据来自中国地震台网


 

显然对地震机器人的研究,主要还是基于当前可以预见的市场需求。回到问题,什么时候可以全面实现的地震救援机器人?可能是5年也可能是20年甚至人机合作会在很长时间内一直占据主流。但是就结果而言,笔者认为,不管“黑猫”“白猫”,能救人就是“好猫”。


 



 

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