用于日本震后救援的機器人技術

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最先進、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法進入的區(qū)域，比如廢墟中、核污染區(qū)。據國外媒體報道，目前至少已經確認有兩支救援隊將使用機器人來配合工作。其中一個機器人就是蛇形機器人，長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。另一個機器人是Quince，該機器人有四個輪子，一個長長的手臂，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，讓機器人打開門鎖，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，通過探測人的體溫和呼出的二氧化碳來發(fā)現(xiàn)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

日本的機器人專家計劃使用KOHGA3地面機器人在日本本州島東北部八戶地區(qū)的一座坍塌的大樓里進行偵測。(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到達日本任何地區(qū)參與搜救。

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

另一隊由京都大學的Fumitoshi Matsuno教授率領，F(xiàn)umitoshi Matsuno教授現(xiàn)任國際救援體系學會副會長，這支隊伍將抵達青森地區(qū)的八戶，幫助檢測一座天花板坍塌的大樓。他們將與來自八戶理工學院的同行合作，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(guī)劃。

事實上，從現(xiàn)在起，復原應該成為大多數機器人的工作重點，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)生時利用機器人幫助有需要的災民。

據日本東北大學教授兼國際救援體系學會會長Satoshi Tadokoro所述，他已經與仙臺和神戶的消防廳、貿易產業(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型的使命。他表示， 機器人特別適合倉庫和工廠救援。他說：“我的機器可以檢測受損的工廠，特別是危險區(qū)域，比如化工廠。”

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

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

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

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

在驅車趕往仙臺，經過海岸邊的公路時，Tadokoro教授看到倒塌的建筑物并不多，這個地區(qū)的主要破壞是由海嘯引起的。也就是說，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有時間休息。復原工作剛剛開始，可能還會有更多的余震，加上核危機的威脅，這些機器人專家和機器人都處在隨時待命的狀態(tài)。

更多KOHGA3照片：

本文中照片由京都大學、東北大學和國際救援體系學會提供