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面对地震,这些高科技或许可以帮得上忙

科普小知识2022-07-10 08:57:08
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地震后废墟的结构极其不稳定,救援人员面临着许多危险,而震后核和化学设施的救援充满了致命的危险。与此同时,大型机械和设备很难穿过废墟,无法得到有效的救援。因此,开发能够穿越复杂狭窄空间的机器人是地震救援研究的一个重要方向。

蟑螂机器人

据统计,地震中的大多数人都是因为被困在废墟中无法及时获救而死亡,因此寻找幸存者是救援工作的关键。

科学家们正在从蟑螂身上寻找灵感,尽管蟑螂很无聊,但它们有非凡的缝纫技能。

面对地震,这些高科技或许可以帮得上忙

在“压扁”蟑螂的实验中,研究人员发现,当蟑螂受到自身重量300倍的压力时,它们仍然可以在狭窄的缝隙中移动。然而,当压力增加到接近体重的900倍时,这只看似被“压成饼”的蟑螂实际上并没有受伤。

2016年2月,加州大学伯克利分校的研究人员利用蟑螂灵活的外骨骼结构创造了一个原型机器人,该机器人更能适应狭窄和崎岖的地面环境。

蟑螂机器人可以顺利通过一个不到其高度一半的狭窄空间,这也使得它有可能钻入碎片中,寻找地震幸存者的生命迹象。

一种能检测呼吸和体温的梅花机器人

日本是一个地震多发国家,在地震救援机器人的研究上投入了大量的人力和财力,其中昆斯机器人更具代表性。

面对地震,这些高科技或许可以帮得上忙

昆斯只有一辆儿童玩具车那么大,配有4组履带轮和6个电动机。它的机械臂可以开门和运送食物或其他供应品。昆斯的传感器设备尤为出色。它的红外传感器也是一个二氧化碳探测器,可以探测人体的呼吸和体温,可以用来探索地震中的生命迹象。

昆斯在2011年日本福岛核电站泄漏事故的救援中发挥了重要作用。它先后参观了几层楼,进行了辐射和温度测试,并在核反应堆大楼深处拍摄了许多清晰的照片。

但是昆斯最终没有成功返回。在执行任务的过程中,它与控制中心失去了联系。然而,TEPCO派出的机器人都“因公殉职”。

当时,福岛第一核电站的核心被熔化了。尽管TEPCO派出了几个机器人来调查情况,但这些机器人一接近核反应堆就被辐射损坏,并被卡在半路上。

最终,TEPCO不得不求助于美国军用机器人PacKBot(iRobot产品),但现在它错过了控制核泄漏的最佳时机。

面对地震,这些高科技或许可以帮得上忙

国防高级研究计划局设立救灾机器人竞赛

2011年福岛核事故发生时,美国国防高级研究计划局(以下简称“国防高级研究计划局”)的研究人员也参与了救援计划。他们深刻认识到机器人在救灾中的局限性以及近年来世界其他国家和地区自然灾害的频繁发生,决定举办DARPA机器人挑战赛,以提高机器人在危险环境中的适应性。

自2012年以来,刚果**举行了三次会议。以2015年的比赛为例。在为期两天的比赛中,参赛队的机器人有两次机会完成障碍赛,共八项任务,包括驾驶、下车、进门、打开阀门、用电钻撞墙、穿越废墟、爬楼梯和更换电缆插座。竞赛的设计特别受到福岛核事故的启发,并模拟了类似于福岛第一核电站事故的情况。为了模拟真实环境,机器人和控制团队之间的内部通信网络需要中断30秒以上。

面对地震,这些高科技或许可以帮得上忙

刚果**-胡博表现出极大的敏感性。它有两条腿,可以走路。但在必要的时候,它也可以跪下,用膝盖和脚上的*向前移动,这将使它向前移动时更加稳定。它能更快地完成任务,而且几乎从不倒下。

DARPA上的任务更适合人形机器人,因为我们的环境是为适应人体结构而设计的。例如,我们的门被设计成适合人形手打开。因此,类人机器人更适合于一些复杂环境中的任务,例如开门和开车,而小型探测机器人则不能。