technika
Autor: Andrzej Miszczak | dodano: 2013-07-24
Roboty na ratunek

Fot. NASA

Czy możemy sobie wyobrazić czasy, w których ekipy poszukujące ofiar kataklizmów nie składają się z ludzi? Mogą nadejść szybciej, niż się spodziewamy.

Co jakiś czas media relacjonują heroiczne wysiłki brygad ratunkowych przeszukujących ruiny zawalonych w trakcie trzęsień ziemi budynków. Mozolne przetrząsanie gruzowiska, zespołowa praca ratowników i specjalnie wyszkolonych psów, radość z każdego odnalezionego człowieka… Znamy takie obrazki z Turcji, Iranu, Japonii i wielu innych miejsc dotkniętych katastrofami naturalnymi. Czasami jednak – np. w przypadku awarii elektrowni atomowych, co pokazał przypadek japońskiej Fukushimy – bezpieczniej jest korzystać z innych możliwości, niż wysyłać „żywe” brygady ratunkowo-poszukiwawcze.

W arsenale sprzętowym wspomagającym japońskie służby ratownicze podczas przeszukiwania gruzów Sendai – zniszczonego podczas trzęsienia ziemi w marcu 2011 r. – był Snakebot, robot-wąż mierzący prawie 8 m długości. Skonstruował go japoński inżynier z Uniwersytetu Tohoku – Satoshi Tadokoro. Pokryty specjalnym nylonowym włosiem „ratownik” był w stanie poruszać się jak prawdziwy wąż i dostać się z bezprzewodową kamerą tam, gdzie człowiek nie dałby rady.

W akcjach poszukiwawczych Snakebotowi sekundował Quince, opracowany w Future Robotics Technology Center przy Chiba Institute of Technology. Ważył 26,4 kg i rozwijał prędkość 1,6 m/s, a dzięki systemowi niezależnych gąsienic potrafił pokonać niejedną trudną przeszkodę. Zaopatrzony w czujniki dwutlenku węgla oraz kamerę działającą w podczerwieni pomagał szukać pod gruzami ciał ofiar. Ciał, bowiem w pierwszej fazie poszukiwań, kiedy nadzieja na dotarcie do żywych ludzi była znacznie większa, nie zdecydowano się na skorzystanie z robotów. Liczyła się szybkość działania, a tutaj, na razie, przewagę mają ludzie.

Fukushima – poligon doświadczalny

Roboty monitorujące Monirobo uczestniczyły w badaniu skutków awarii we wspomnianej elektrowni Fukushima. Półtorametrowej długości maszyny poruszały się na gąsienicach, wyposażone w ramiona-manipulatory do zbierania próbek i usuwania przeszkód, zestaw czujników i kamer 3D oraz licznik Geigera i narzędzia do pobierania próbek pyłu. Sześćsetkilogramowe Monirobo „pędziły” z prędkością 2,4 km/h, a naukowcy sterowali nimi nawet z odległości kilometra. W Fukushimie pracowały też zrobotyzowane zestawy gaśnicze z Tokio i Australii. Według Williama Whittakera z Carnegie Mellon University – który już na przełomie lat 70. i 80. budował roboty służące do monitorowania sytuacji w amerykańskiej elektrowni jądrowej Three Miles Island po awarii w 1979 r. – roboty mogą np. poradzić sobie z usunięciem radioaktywnych osadów. Howie Choset, kolega Whittakera z tej samej uczelni, uważa natomiast, że roboty znakomicie sprawdziłyby się w roli kontrolerów stanu konstrukcji w miejscach szczególnie niebezpiecznych dla ratowników.

W elektrowni Fukushima pojawiły się też amerykańskie roboty. Firma iRobot przekazała do celów akcji monitorowania skażenia cztery roboty: dwa modele PackBot i dwa Warrior. PackBot to wykorzystywany najczęściej do celów militarnych zwinny robot-saper. Może przenosić kilkunastokilogramowe ładunki niebezpiecznych materiałów, a porusza się z prędkością ponad 9 km/h. Warrior 710 z kolei jest większy, to prawie miniczołg. Może przechodzić przez gruzy, wspinać się po schodach i podnosić przedmioty ważące nawet 100 kg, rozwijając prędkość prawie 13 km/h. Prócz robotów naziemnych w powietrzu krążył też bezzałogowy Global Hawk. Skanery termiczne, kamery oraz radar i sprzęt optyczny pozwalały maszynie robić zdjęcia reaktora niezależnie od pory dnia i warunków atmosferycznych (ten sam dron rok wcześniej wspomagał ekipy ratownicze na Haiti, po katastrofalnym w skutkach trzęsieniu ziemi).

W lutym 2013 r. zaprezentowano robota Sakura, zaprojektowanego przez naukowców z Uniwersytetu Chiba oraz inżynierów z koncernu Mitsubishi. Ramię Sakury może choćby odkręcić zawory rur, transmitując obraz z kamer. Z kolei robot-amfibia skonstruowany w firmie Toshiba będzie mógł prowadzić badania i obserwacje wewnątrz zalanych wodą obiektów. Ten sam koncern skonstruował kroczącego robota, wyposażonego w kamery i dozymetry, którego zadaniem będzie „posprzątanie” Fukushimy i jej oczyszczenie z substancji radioaktywnych.

Pod wodą i pod ziemią

Japończycy nie są pionierami, jeśli chodzi o zastosowanie robotów w akcjach ratunkowo-poszukiwawczych. Podczas wspomnianego trzęsienia ziemi na Haiti w 2010 r. do badania stanu mostów w Port-au-Prince, stolicy państwa, używano podwodnego, zdalnie sterowanego robota Seabotix. Podczas nieudanej akcji ratunkowej w nowozelandzkiej kopalni Pike River w 2010 r., gdzie zasypanych zostało 29 górników, użyto wojskowego robota, który przekazywał zdjęcia i dokonywał pomiarów stężeń niebezpiecznych substancji. Dane dostarczał sztabowi ratowniczemu na powierzchni. Robot znalazł kask górniczy z wciąż świecącą się lampką, ale poza tym nie odnotował, niestety, żadnych innych śladów obecności górników. Także w Polsce myśli się o wykorzystaniu robotów w górnictwie. GMRI (Górniczy Mobilny Robot Inspekcyjny), skonstruowany w śląskiej firmie Emag, mierzy stężenie metanu oraz innych gazów i transmituje obraz stanu wyrobisk na powierzchnię. Robotem zainteresowane są ośrodki ratownictwa górniczego.

Dzięki usługom GMRI ratownicy znaliby warunki panujące w rejonie katastrofy, zanim wkroczyliby do akcji. Robota testowano ponad 700 m pod ziemią. Opracowano już prototyp, obecnie trwają starania o pozyskanie pieniędzy na stworzenie komercyjnych wersji. O produkcji autonomicznych robotów ratowniczo-eksploracyjnych myśli się również w Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów (PIAP) w Warszawie. Docelowym zadaniem robota, którego konstrukcję PIAP koordynuje, ma być wspomaganie ludzi w akcjach ratowniczych, poszukiwawczych i eksploracyjnych prowadzonych w pomieszczeniach mieszkalnych, biurowych, budynkach użyteczności publicznej lub w ich bezpośrednim otoczeniu.

Na polu walki

Roboty, nad którymi pracuje się w laboratoriach związanych z wojskiem, zapewne już dzisiaj pomagają w ustalaniu miejsca pobytu zakładników czy jeńców. Bezzałogowe, zrobotyzowane powietrzne drony wyposażone są przecież w coraz doskonalsze systemy optyczne (o robotach wojskowych więcej pisaliśmy w majowym numerze „Wiedzy i Życia”). ChemBot, inny projekt wojskowych z Pentagonu, to po prostu bezkształtna, elastyczna bulwa, potrafiąca zmieniać kształt, aby wcisnąć się w każdą szczelinę. Idealna do działań szpiegowskich, ale też zwiadowczych, prowadzących do „namierzenia” miejsca przetrzymywania zakładników. A kiedy podczas ich odbijania dojdzie do wymiany ognia, rannym pomoże… niedźwiedź na gąsienicach – BEAR (Battlefield Extraction-Assist Robot). Dwumetrowej wysokości maszyna udźwignie rannego żołnierza i wywiezie go z zagrożonej strefy. Będący nadal w fazie testowania BEAR może okazać się przydatny także w akcjach ratunkowych prowadzonych w rejonach dotkniętych katastrofami żywiołowymi.

Zaprojektowany w laboratoriach US Army Medical Research and Material Command robot ma nie tylko ewakuować rannych z pola bitwy, lecz także udzielać im pierwszej pomocy. Maszyna ta jest właściwie zespołem dwóch zrobotyzowanych pojazdów. Większy – Robotic Evacuation Vehicle (REV), ma platformę do podtrzymywania życia. Mniejszy – Robotic Extraction Vehicle (REX) – dociera na miejsce akcji na pokładzie REV-a i potrafi zabrać rannego żołnierza dzięki noszom, w które jest wyposażony.

 Kolejny z „ratowników” to zaprezentowany na początku 2013 r. robot CHIMP. Poruszająca się na gąsienicach, wyposażona w dwa ramiona, przypominająca kształtem robota dla dzieci maszyna będzie mogła wspinać się na rozmaite przeszkody czy nawet prowadzić pojazd mechaniczny. Robot ma się poruszać albo na czterech, albo na dwóch kończynach, w zależności od sytuacji. Sterować nim ma ludzki operator, ale robot będzie mógł pracować w pełni autonomicznie, jeśli zajdzie taka konieczność. Nazwa CHIMP to akronim Carnegie Mellon University Highly Intelligent Mobile Platform.

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 08/2013 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
12/2020
11/2020
Kalendarium
Listopad
29
W 1951 r. na Poligonie Nevada przeprowadzono pierwszą amerykańską podziemną próbę jądrową.
Warto przeczytać
Fizyka kwantowa jest dziwna. Reguły świata kwantowego, według których działa świat na poziomie atomów i cząstek subatomowych, nie są tymi samymi regułami, które obowiązują w dobrze znanym nam świecie codziennych doświadczeń - regułami, które kojarzymy ze zdrowym rozsądkiem.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Andrzej Miszczak | dodano: 2013-07-24
Roboty na ratunek

Fot. NASA

Czy możemy sobie wyobrazić czasy, w których ekipy poszukujące ofiar kataklizmów nie składają się z ludzi? Mogą nadejść szybciej, niż się spodziewamy.

Co jakiś czas media relacjonują heroiczne wysiłki brygad ratunkowych przeszukujących ruiny zawalonych w trakcie trzęsień ziemi budynków. Mozolne przetrząsanie gruzowiska, zespołowa praca ratowników i specjalnie wyszkolonych psów, radość z każdego odnalezionego człowieka… Znamy takie obrazki z Turcji, Iranu, Japonii i wielu innych miejsc dotkniętych katastrofami naturalnymi. Czasami jednak – np. w przypadku awarii elektrowni atomowych, co pokazał przypadek japońskiej Fukushimy – bezpieczniej jest korzystać z innych możliwości, niż wysyłać „żywe” brygady ratunkowo-poszukiwawcze.

W arsenale sprzętowym wspomagającym japońskie służby ratownicze podczas przeszukiwania gruzów Sendai – zniszczonego podczas trzęsienia ziemi w marcu 2011 r. – był Snakebot, robot-wąż mierzący prawie 8 m długości. Skonstruował go japoński inżynier z Uniwersytetu Tohoku – Satoshi Tadokoro. Pokryty specjalnym nylonowym włosiem „ratownik” był w stanie poruszać się jak prawdziwy wąż i dostać się z bezprzewodową kamerą tam, gdzie człowiek nie dałby rady.

W akcjach poszukiwawczych Snakebotowi sekundował Quince, opracowany w Future Robotics Technology Center przy Chiba Institute of Technology. Ważył 26,4 kg i rozwijał prędkość 1,6 m/s, a dzięki systemowi niezależnych gąsienic potrafił pokonać niejedną trudną przeszkodę. Zaopatrzony w czujniki dwutlenku węgla oraz kamerę działającą w podczerwieni pomagał szukać pod gruzami ciał ofiar. Ciał, bowiem w pierwszej fazie poszukiwań, kiedy nadzieja na dotarcie do żywych ludzi była znacznie większa, nie zdecydowano się na skorzystanie z robotów. Liczyła się szybkość działania, a tutaj, na razie, przewagę mają ludzie.

Fukushima – poligon doświadczalny

Roboty monitorujące Monirobo uczestniczyły w badaniu skutków awarii we wspomnianej elektrowni Fukushima. Półtorametrowej długości maszyny poruszały się na gąsienicach, wyposażone w ramiona-manipulatory do zbierania próbek i usuwania przeszkód, zestaw czujników i kamer 3D oraz licznik Geigera i narzędzia do pobierania próbek pyłu. Sześćsetkilogramowe Monirobo „pędziły” z prędkością 2,4 km/h, a naukowcy sterowali nimi nawet z odległości kilometra. W Fukushimie pracowały też zrobotyzowane zestawy gaśnicze z Tokio i Australii. Według Williama Whittakera z Carnegie Mellon University – który już na przełomie lat 70. i 80. budował roboty służące do monitorowania sytuacji w amerykańskiej elektrowni jądrowej Three Miles Island po awarii w 1979 r. – roboty mogą np. poradzić sobie z usunięciem radioaktywnych osadów. Howie Choset, kolega Whittakera z tej samej uczelni, uważa natomiast, że roboty znakomicie sprawdziłyby się w roli kontrolerów stanu konstrukcji w miejscach szczególnie niebezpiecznych dla ratowników.

W elektrowni Fukushima pojawiły się też amerykańskie roboty. Firma iRobot przekazała do celów akcji monitorowania skażenia cztery roboty: dwa modele PackBot i dwa Warrior. PackBot to wykorzystywany najczęściej do celów militarnych zwinny robot-saper. Może przenosić kilkunastokilogramowe ładunki niebezpiecznych materiałów, a porusza się z prędkością ponad 9 km/h. Warrior 710 z kolei jest większy, to prawie miniczołg. Może przechodzić przez gruzy, wspinać się po schodach i podnosić przedmioty ważące nawet 100 kg, rozwijając prędkość prawie 13 km/h. Prócz robotów naziemnych w powietrzu krążył też bezzałogowy Global Hawk. Skanery termiczne, kamery oraz radar i sprzęt optyczny pozwalały maszynie robić zdjęcia reaktora niezależnie od pory dnia i warunków atmosferycznych (ten sam dron rok wcześniej wspomagał ekipy ratownicze na Haiti, po katastrofalnym w skutkach trzęsieniu ziemi).

W lutym 2013 r. zaprezentowano robota Sakura, zaprojektowanego przez naukowców z Uniwersytetu Chiba oraz inżynierów z koncernu Mitsubishi. Ramię Sakury może choćby odkręcić zawory rur, transmitując obraz z kamer. Z kolei robot-amfibia skonstruowany w firmie Toshiba będzie mógł prowadzić badania i obserwacje wewnątrz zalanych wodą obiektów. Ten sam koncern skonstruował kroczącego robota, wyposażonego w kamery i dozymetry, którego zadaniem będzie „posprzątanie” Fukushimy i jej oczyszczenie z substancji radioaktywnych.

Pod wodą i pod ziemią

Japończycy nie są pionierami, jeśli chodzi o zastosowanie robotów w akcjach ratunkowo-poszukiwawczych. Podczas wspomnianego trzęsienia ziemi na Haiti w 2010 r. do badania stanu mostów w Port-au-Prince, stolicy państwa, używano podwodnego, zdalnie sterowanego robota Seabotix. Podczas nieudanej akcji ratunkowej w nowozelandzkiej kopalni Pike River w 2010 r., gdzie zasypanych zostało 29 górników, użyto wojskowego robota, który przekazywał zdjęcia i dokonywał pomiarów stężeń niebezpiecznych substancji. Dane dostarczał sztabowi ratowniczemu na powierzchni. Robot znalazł kask górniczy z wciąż świecącą się lampką, ale poza tym nie odnotował, niestety, żadnych innych śladów obecności górników. Także w Polsce myśli się o wykorzystaniu robotów w górnictwie. GMRI (Górniczy Mobilny Robot Inspekcyjny), skonstruowany w śląskiej firmie Emag, mierzy stężenie metanu oraz innych gazów i transmituje obraz stanu wyrobisk na powierzchnię. Robotem zainteresowane są ośrodki ratownictwa górniczego.

Dzięki usługom GMRI ratownicy znaliby warunki panujące w rejonie katastrofy, zanim wkroczyliby do akcji. Robota testowano ponad 700 m pod ziemią. Opracowano już prototyp, obecnie trwają starania o pozyskanie pieniędzy na stworzenie komercyjnych wersji. O produkcji autonomicznych robotów ratowniczo-eksploracyjnych myśli się również w Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów (PIAP) w Warszawie. Docelowym zadaniem robota, którego konstrukcję PIAP koordynuje, ma być wspomaganie ludzi w akcjach ratowniczych, poszukiwawczych i eksploracyjnych prowadzonych w pomieszczeniach mieszkalnych, biurowych, budynkach użyteczności publicznej lub w ich bezpośrednim otoczeniu.

Na polu walki

Roboty, nad którymi pracuje się w laboratoriach związanych z wojskiem, zapewne już dzisiaj pomagają w ustalaniu miejsca pobytu zakładników czy jeńców. Bezzałogowe, zrobotyzowane powietrzne drony wyposażone są przecież w coraz doskonalsze systemy optyczne (o robotach wojskowych więcej pisaliśmy w majowym numerze „Wiedzy i Życia”). ChemBot, inny projekt wojskowych z Pentagonu, to po prostu bezkształtna, elastyczna bulwa, potrafiąca zmieniać kształt, aby wcisnąć się w każdą szczelinę. Idealna do działań szpiegowskich, ale też zwiadowczych, prowadzących do „namierzenia” miejsca przetrzymywania zakładników. A kiedy podczas ich odbijania dojdzie do wymiany ognia, rannym pomoże… niedźwiedź na gąsienicach – BEAR (Battlefield Extraction-Assist Robot). Dwumetrowej wysokości maszyna udźwignie rannego żołnierza i wywiezie go z zagrożonej strefy. Będący nadal w fazie testowania BEAR może okazać się przydatny także w akcjach ratunkowych prowadzonych w rejonach dotkniętych katastrofami żywiołowymi.

Zaprojektowany w laboratoriach US Army Medical Research and Material Command robot ma nie tylko ewakuować rannych z pola bitwy, lecz także udzielać im pierwszej pomocy. Maszyna ta jest właściwie zespołem dwóch zrobotyzowanych pojazdów. Większy – Robotic Evacuation Vehicle (REV), ma platformę do podtrzymywania życia. Mniejszy – Robotic Extraction Vehicle (REX) – dociera na miejsce akcji na pokładzie REV-a i potrafi zabrać rannego żołnierza dzięki noszom, w które jest wyposażony.

 Kolejny z „ratowników” to zaprezentowany na początku 2013 r. robot CHIMP. Poruszająca się na gąsienicach, wyposażona w dwa ramiona, przypominająca kształtem robota dla dzieci maszyna będzie mogła wspinać się na rozmaite przeszkody czy nawet prowadzić pojazd mechaniczny. Robot ma się poruszać albo na czterech, albo na dwóch kończynach, w zależności od sytuacji. Sterować nim ma ludzki operator, ale robot będzie mógł pracować w pełni autonomicznie, jeśli zajdzie taka konieczność. Nazwa CHIMP to akronim Carnegie Mellon University Highly Intelligent Mobile Platform.