机器人怎么利用摄像设备救灾
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中科院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室成立于2007年,此前为中国科学院机器人学重点实验室。目前,实验室已经取得了工业机器人、水下6000米机器人、防爆排险机器人、蛇形机器人、自主机器人、网络机器人等多项重要研究成果。
“救灾救援危险作业机器人技术”重点项目的目标是:面向地震、井下灾难、火灾、水灾等救援领域,重点研制出废墟搜索与辅助救援机器人、井下搜索探测机器人、空中搜索探测机器人等三种类型的机器人实用系统,并开展示范应用,进一步拓展机器人的应用领域,为我国机器人在灾难救援领域的应用奠定基础。
主要研究:
1. 废墟搜索与辅助救援机器人
研制开发可在废墟表面运动、可进入废墟内部运动的两种机器人系统,包括机器人本体技术、机器人导航技术和自动控制技术。通过机器人系统携带的各种传感器,如生命探测传感器,摄像头、声音传感器等,发现伤员并确定伤员所在的位置,以指导救援人员迅速救助。
2. 井下搜索机器人
研制开发可完成井下搜索的机器人系统,包括适应井下特殊环境的移动机器人本体技术,适应环境的自主控制技术、自主定位与导航技术,井下机器人防爆、防尘、防水技术,井下通讯与载荷信息及视频实时传输技术。通过机器人上搭载的检测装置可对气体进行采样并可就位检测、分析有毒有害气体,探测井下温度等。
3. 空中搜索探测机器人
研究自主飞行的自动驾驶技术,包括:自主定位、自主导航技术、稳定飞行控制技术、面向高可靠性的实时健康预测管理、故障识别及容错控制技术;研究开发基于多种传感器的高性能惯性稳定平台,为空中飞行机器人观测载荷提供位置、速度和姿态量测信息;研究开发具有高机动性、长续航能力、大载荷能力、强抗扰能力的飞行机器人本体技术。
延伸阅读
能自动跳过障碍物的救灾机器人
当灾难发生时,人工救援往往受到很大局限。遇到地震、火灾或塌方等,经常会出现人不能亲自到一些危险地方实施救援的情况,于是往往会想到让机器人来完成这些艰巨任务。不过一般机器人行动都不太利落,遇到障碍物通常只能绕道而行,绕不过去,则只能就此作罢,可喜的是,日本开发出的一种救灾用的机器人,在比较平坦的地方,它会滚着前进,在遇到障碍时,能连滚带跳地翻过去。
由东京技术学院副教授苏卡格斯及其团队开发出来的滚腿机器人有轮子,可在平坦的地面上滚动。它还有一个充气的圆筒腿,可以蹦3英尺多高,碰到不高的障碍物,能轻易地蹦过去。这种机器人的行进动作紧凑、灵巧又快捷,被证明是搜寻地震后倒塌高楼废墟中幸存者的最有效的机器。
机器人的转腿有两个轮子、两条用于稳定的辅助腿和一个可反弹的充气圆筒。当机器人靠近障碍物时,其2个光传感器就会打开,一起评估障碍物有多高,要跳多高才能过去。如果障碍物不足六英尺高,充气圆筒就会从机器人底下直接向地面排气,利用地面的反作用力,弹起来,跳过障碍。
它能边滚边跳,边跳边翻筋斗,并以任何姿势着地,以便使它马上恢复状态,立即投入到下一个行动中。如果传感器发现的障碍物实在是太高了,它就会绕道而行。一路上,机器人随身携带的摄像机将沿途拍摄的景象通过无线连接发送给计算机,以便让救援人员做出搜寻参考。
不过,这种机器人在泥泞地或软地上就没法跳起来,它还是远程控制的,不能超出人的视线。科研人员希望明年能提高其远程控制性能。
不足十克的微型救灾机器人
一种微型飞行机器人已经在日本诞生,它能在空间狭窄的救灾现场一显身手。这种微型飞行机器人体重只有8.9克,室内飞行高度为1米。它由两个螺旋桨带动,可自行控制飞行姿势,前后左右移动自如。螺旋桨直径约为13厘米,两个螺旋桨分别朝相反的方向转动,可产生13克的升力。
微型飞行机器人搭载有数码相机,在人无法进入的空间狭窄的救灾现场,可把拍摄到的图像传给地面监视器。这种机器人靠连接地面的微细电线供应电力。有关人员可通过信息终端向机器人下达指示,用装有控制软件的电脑指挥机器人飞行和降落。
据悉,微型飞行机器人将于19日至22日在东京“2009国际机器人展”上进行飞行表演。(何德功)
摔倒后可自行爬起的救灾机器人
有的机器人很难深入救灾现场,因为进行起卧等动作需要机器人全身关节的配合。日本开发的新型机器人解决了这一问题,从而使救灾现场的机器人更灵活。
这种新型机器人身高1.54米,重58公斤,形状酷似真人,各种动作都由模仿人动作的软件控制。它只需30秒即可完起卧动作,且手腕、膝盖和腰部等部位配合默契。据研究人员介绍,大型机器人能以如此快的速度完成起卧动作是机器人开发方面的一大突破。机器人摔倒后可自行爬起,这在人无法接近的救灾现场会发挥重要作用。
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