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台湾宾果计划:可以拯救世界的SQUISHY机器人

两年前,加州大学伯克利分校机械工程系教授Alice Agogino正在为NASA Ames建立探索机器人的合同。她被招募来帮助设计最终将成为移动,超抗冲击,遥感机器人的机队,这些机器人可以在从轨道下降到月球表面的过程中保护敏感的科学设备 - 特别是Titan,一种冰 - 覆盖土星的月亮。

但后来她读了一份报告,将她的研究带回了地球。

来自国际红十字与新月的这份报告表明,急救人员中的大部分伤亡人员 - 负责初步灾害管理的应急工作人员 - 可能与实地的不良态势感知有关。

突然间,Agogino意识到了她的机器人全新用途的潜力。

他们来自外太空

作为Agogino阅读报告,她知道她是创造可能是未来对我们的波自己的星球。情境感知正是NASA机器人的目标,其每个功能都旨在保护和操作最先进的感官设备。

使得这些柔软机器人成为完美空间侦察机构的所有东西 - 它们的自主传感能力,遥控能力和前所未有的冲击耐久性 - 将成为地球灾难响应者的先进后卫的成员。

为实现自己的愿景,Agogino和NASA团队的两名成员将加入加州大学伯克利分校SkyDeck加速器的创业公司Squishy Robotics纳入其中。起始模型是Agogino为NASA工作的移动机器人的静态版本,该机器人的大小和形状与球形足球有关。

一旦实验室配备人员并获得资金支持 - 部分由同样的NASA Ames补助金启动了 - Agogino只需做一件事:学习有关灾难响应的所有信息。

灾害生态学

在18个月的研究过程中,Squishy机器人团队对美国各地的第一响应者进行了200多次采访。

“一切都令人惊讶,”Agogino谈到了这一经历。“第一响应者周围有一个完整的生态系统。这不仅仅是消防部门 - 事实证明它是国土安全部,军方甚至公用事业员工。有缺陷的工业电子设备正在引发大量火灾。“

消防员,联邦官员和公用事业工作人员邀请Agogino和她的研究团队通过制定工作计划,展示他们的设备使用情况来探索他们工作的复杂性,并指出他们每天面临的问题,因为他们试图尽量减少损害可能发生的各种灾难。

然而,共同的副作用是态势感知的挑战:如何在灾害现场对救援人员或旁观者构成威胁之前获得有关安全隐患的重要信息?

对实地情况缺乏远见比不方便更糟糕。2005年,美国历史上最严重的化学危险灾难发生在南卡罗来纳州Graniteville火车相撞之后。虽然救援人员正在附近进行干预,但他们无法知道有毒的氯气已经从一辆火车上的受损油轮蔓延到周围的住宅区。

由于没有预警标志开始疏散程序,工业灾害管理小组无法发出撤离命令,直到氯气在周围地区低洼的山谷中形成巨大的空气毒物云,当时有九个中的一些已经发生了死亡和631氯气伤害。该事件仍被用作第一响应者的训练场景。

最近发生的灾难重申了当地缺乏英特尔的致命成本。

现在与Squishy Robotics合作对飞机进行飞行测试的三个消防部门之一是休斯顿消防部门,该部门负责解决2017年Hurricane Harvey大规模洪水的意外工业副作用。

“你不会认为飓风会导致电气问题,”Agogino说,“但这些停电会关闭休斯顿附近的一家化工厂,导致像过氧化物这样的材料升温并爆炸。”

据琼斯母亲报道,这家工厂,跨国化学品制造商阿科玛公司(Arkema Inc.)后来被暴露于毒素后寻求医疗的急救人员起诉。

灾难现场的机器人

工程界很少有人比德克萨斯A&M计算机科学与工程教授,灾难机器人领域联合创始人Robin Murphy更好地理解这一挑战。

作为机器人辅助搜索和救援中心(CRASAR)的副总裁,Murphy参与了28次灾难的机器人搜索和救援行动,从世界贸易中心袭击到泥石流,飓风,矿山崩塌,洪水据国土安全部称,火山和核事故都属于CBRNE(化学,生物,放射,核和爆炸威胁)事件。

Murphy的工作涵盖了灾难机器人理论,CBRNE危险和救援行动,她们最终都可以从诸如软弱机器人等情境感知技术中受益,她说。

“我觉得这很令人兴奋。[这种方法]有很多可能性,“墨菲说。“地面传感器对CBRNE环境特别有用。这是我们希望我们为La Conchita泥石流所做的事情。“

CRASAR机器人在加利福尼亚州La Conchita的那些泥石流中的部署发生在与Graniteville火车灾难的同一个月,在很大程度上被认为是失败,部分原因是由于缺乏培训数据来准备无人移动CRASAR机器人被送往拆迁房屋寻找幸存者。由于机器人无法感知到进一步滑动威胁的严重性,因此必须在部署后几分钟内将其从站点中移除。

在她的灾难机器人职业生涯中,墨菲观察到了复杂和不可预测的地形反复出现的主题,即使是最雄心勃勃的技术干预。

“最大的问题是获得足够的力量来获取信号,从地面传感器返回数据,”墨菲说。“无线不是很好。当你开始将这些东西扔进废墟,甚至化学火车脱轨时,只需一块钢筋金属就可以阻挡无线信号。“

其他挑战包括下一代软化机器人在变换地形时的移动性,以及在不损失宝贵设备容量的情况下建造小而轻的飞行物的严重限制。

“真正的态势感知需要先进的摄像头,GPS,化学和放射传感器,本体感受器 - 更不用说处理器将所有数据转化为可用的信号,”墨菲说。“这些东西开始增加重量,成本和能源消耗,所有这些都使得这些单元更难以建造和运营。”

更令人沮丧的是?典型的机器人材料令人惊讶的脆弱性,以应对灾难的严峻条件。

“像胳膊和腿这样的生物系统很便宜,”墨菲干巴巴地说道,并注意到人体移动系统与机械系统相比的相对耐用性。另一方面,机器人“容易受到灰尘,腐蚀和水的破坏” - 更不用说400英尺的水滴对地球表面的影响了。

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