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挪威:开发新机器人进入狭小区域

作者:兴进消防来源:广东消防协会网 浏览次数: 日期:2012-08-28 08:41:28

    据美国每日科学网报道,工业管道系统非常狭窄,难以接近。而且,这些管道是垂直的,且还有连接处。然而种种挑战摆在我们面前,水管系统的泄漏点得查找出来;石油和天然气管道的情况得摸个一清二楚,做好检查;通风系统得定期清洁好。

    如今大多数机器人不够聪明,他们不能在垂直管道中攀爬和行进,然而,挪威SINTEF研究基金会的控制论和光学测量科学家正好有了解决方案,让新开发的机器人通过光和图像导航,从而能在管道里攀爬。

    在获取蛇形机器人“安娜·康达”和充气机器人Aiko(柳井爱子)的知识和经验之后,此研究小组如今正在开发一种智能管道检查机器人,以轮子来运动,它能在管道交汇处进行攀爬和导航,且随时知道它自己所在管道的什么位置。

    据介绍,这种被称为“安娜·康达”的蛇形机器人长度为3米,重量约70公斤。它可以与标准的消防水带相接并牵着它们进入那些消防队员无法到达的区域进行灭火。“安娜·康达”的行动非常灵活,可以非常迅速地穿过倒塌的墙壁,代替消防员进入那些高温和充满有毒气体的危险火灾现场。

   通过光线和图像来导航

    此检查机器人能在不同直径的管道中爬行,管道直径最小可达20厘米。管制论科学家正在开发推进系统,而光学科学家小组正在开发此机器人的视觉系统。挪威SINTEF研究基金会的杰恩斯·斯来曼说:“我们目前正在开发此视觉系统,将能使此机器人能实现导航。与此同时,我们正利用垒高拼装玩具机器人Mindstormer(头脑风暴)来收集相关数据,以训练此视觉系统。此玩具机器人安有摄像机,能沿着预告编制的地图在管道里行进。下一步将利用此视觉系统当作系统输入,以控制我们正在开发的新款蛇形机器人。”

    给此新机器人提供视觉的摄像机有现货供应,它能利用反射光来提供管道系统的等深线图。斯来曼说:“结合我们的运算法则,此机器人将能通过自己的摄像机系统来导航和行进。当左转或右转临近时,此机器人会知道如何前进。它还有内置路线细节描述,以应对不同的情况。”

    功能如同火车

    挪威SINTEF研究基金会电子科学家埃里克·凯尔克杰波说:“由于我们先前开发过蛇形机器人,因此我们能很好地控制这种相连的机械系统。我们不想开发10-11个连接模块的机器人,因为同一对轮子上的模块都由塑料制成,其重量得很好地分配在此连接点之间。比如,我们能将摄像机和加速的发动机安在不同的接点模块上吗?当水平操作时,此机器人的功能如同火车。不过,这类机器人已经存在,但我们想开发能攀爬的机器人。”

    科学家已经设计了几个版本的管道推进机器人,并进行了不同方案的测试,以便让此新机器人既能移动又得小巧。他们目前已经有了一种可信的设计方案。

    扭曲向上行进

    当此机器人进入垂直的管道时,它会在此管道里举着它的头,和管道壁发生亲密接触。之后它能通过其腹部靠着管道壁来实现向一侧移动,并能扭曲自己向上行进或向下倾倒,或让自己靠在管道壁上。同样我们人类也能让我们的双脚架在墙上支撑着自己,之后摇摆着向上攀升。

    科学家强调此机器人还处于设计阶段。2008年6月,此11节模块中的2节进行了测试,以验证此概念是否真实可行。可喜的是,热心的科学家相信他们的设计将来一定可行。此机器人的最终版本将由铝制成,设计的长度为1.5米。

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