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“全能战士”!这台救援机器人赢了800万奖励

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-11-09  来源:金台资讯  浏览次数:67
核心提示:每当发生火灾、地震等灾难后,往往会形成一个复杂的灾后环境,导致救援人员难以进入现场。作为一台救援机器人,“撼地者”最主要的本领就是能在各种复杂环境中开展施救行动。

它是一个“大块头”,却有着灵敏的身手,既能推动100公斤的重物,也能做爬楼、旋转阀门和按键这些“精细活”。不仅能进火场,还能涉水,在黑暗和浓烟等复杂环境会自主避开障碍物,进行灾情处置和生命营救。


它是一台灾后救援机器人,名叫“撼地者”,由中国科大和哈工大(深圳)联合开发。

在日前举行的首届“智创杯”前沿技术挑战赛中,“撼地者”机器人从海内外40支队伍中脱颖而出,在“灾后区域的探测与处置”比赛中摘取桂冠,获得800万元人民币奖励。

获得重奖的“撼地者”有何奇特之处,11月8日,记者走进中国科大仿生机器人实验室一探究竟。

它有10只“眼睛”

身处烟雾与黑夜也能“看个明白”

从外形上看,“撼地者”机器人是一个名副其实的“大家伙”,重约250公斤,高约1.2米,是一款以履带式底盘和二指夹爪机械臂为基础的多功能车辆。

“撼地者”有10只“眼睛”——这10个摄像头或传感器分别装在机器人的顶部、机械臂和车头。

“这些摄像头,能让它在浓烟、黑夜等复杂环境中也能看清楚周边事物。”中国科大工程学院博士后高纬介绍,“撼地者”顶部装有两个激光雷达,可以在黑暗环境中测定周边环境,并将数据传输到后台监控系统,绘制一张空间位置图。除了激光雷达外,顶部还将装有两个红外相机,能够感知温度,在火灾情况下寻找火源和生命体。此外,机器人身上还装有六个普通相机,实现无死角监看周边环境。

正是凭借这10只“眼睛”让“撼地者”在比赛中,从众多竞赛者中脱颖而出。

高纬说,在本次比赛中,参赛机器人需要在“信号屏蔽管道区域”完成任务。

“这是一个狭窄曲折的黑暗空间,由于房间没有信号,无法进行遥控操作,机器人只能凭借自身救援系统完成指定任务。”高纬说,在这种复杂环境下,“撼地者”凭借激光雷达,自主规划行驶路径,找到出口走出赛场“迷宫”。

它是“灵活的胖子”

不仅是一个爬楼高手 手指能做“精细活”

体重250公斤,身高1.2米,这让“撼地者”看上去显得有些“笨重”,就连它名字的由来也与身型有关,但其实它是一个“灵活的胖子”。

“机器人行驶时会发出轰轰声,回响声音大,感觉地面都在震动,所以我们给它取名‘撼地者’。”高纬笑称,后来经过不断的改进,它行驶越来越灵活,每小时行驶6.1公里,达到1.7米/秒,相当于人类快步行走的速度,而且就算是路面坑洼不平,它也能保持平稳行驶。

这种“灵活”,还体现在“撼地者”是一个爬楼梯高手。

“在这次比赛中,机器人需要攀爬两段楼梯,楼梯倾斜角度约为33度,每段楼梯有12个台阶,中间还有一个180度的转弯。”高纬说,“撼地者”凭借稳定的底盘,顺利完成了“跃层通过任务”。

不仅是一个爬楼高手,“撼地者”的“手指”上还能做一些“精细活”。

高纬介绍,“撼地者”的二指夹爪机械臂有6个自由度,也就是说,机械臂有6个关节,每个关节能进行360度旋转,对它来说搬运、抓取物体、旋转阀门、开门、按按键等考验灵敏度的任务都能较好完成。

“比如说,在许多救援现场,需要机器人打开房门,或者通过按按键切断电源,对撼地者来说,它的‘手指’二指夹爪能帮助它完成此类任务。”高纬说。

它是灾后救援“全能战士”

进入“火场”救出被困人员

每当发生火灾、地震等灾难后,往往会形成一个复杂的灾后环境,导致救援人员难以进入现场。作为一台救援机器人,“撼地者”最主要的本领就是能在各种复杂环境中开展施救行动。

“我们给‘撼地者’装了一个大推铲,可以推动约100公斤的障碍物,让它具有清理灾后现场石块、木头等大型物品的能力。”高纬说,“撼地者”除了有一个灵活的手臂,为了方便它在现场施救人员,还装了一个套索。

在本次比赛中有一项是“在浓烟环境中处理火情并营救生命”,主要考查机器人的救援系统在浓烟环境下的感知能力、作业能力和通过能力。在这场火场考验中,“撼地者”用红外相机搜寻室内人员,在浓烟环境下导航与避开障碍物,用套圈绳索将假人拖出现场,出色地完成了比赛任务。

在陆地有着出色表现的“撼地者”,在水中也能正常运行。为了让机器人适应水中救援,团队给机器人做了防水处理。

记者在一段视频中看到,“撼地者”能在一个水深0.5米的水池中正常行驶。由于性能较齐全,适应环境较多,科大团队队员形象称“撼地者”是一个“全能战士”。

800万奖励将用于机器人继续研发

在此次比赛中,科大工程科学学院张世武教授的仿生机器人实验室和哈尔滨工业大学(深圳)机电学院陈浩耀教授的网络机器人与系统实验室,联合组成瀚海南工队。

张世武教授介绍,双方在机器人领域已有多年合作,此次组队各自派出了移动机器人方向的优秀成员。除了团队领队高纬外,成员包括工程学院研究生岳永铭、郭宁、张宇,以及哈尔滨工业大学(深圳)机电学院研究生王煜、王志濠、李宇翔。

“队员们在六个月的时间内,根据决赛任务,不断调整方案,进行软硬件设计,快速完成了稳定、敏捷、自主的救援机器人开发。”张世武介绍,“撼地者”机器人凭借稳定发挥,出色地完成了所有比赛任务及附加任务,夺得第一名,充分展现了双方实验室在移动机器人领域的深厚技术积累。

在“撼地者”载誉归来后,双方团队将利用获得的800万奖励对机器人进一步升级和优化。

“现在撼地者的制作成本还较高、系统需要完善,想要真正用于实际,还需要进一步降低成本和优化性能,这也是我们接下来的努力方向。”高纬说。

10月30日,首届“智创杯”前沿技术挑战赛颁奖仪式在深圳市举行,这是国内首创“科创赛 锦标赛”双轨赛制的科技创新类赛事。

本次比赛以“灾后区域的探测与处置”为赛事命题,共设置5类13项比赛任务,包括通过复杂路面、清理障碍物并开门、上下楼梯、自主通行未知区域、在浓烟环境中处理火情并营救生命等,吸引了全球40支团队积极参与,最后15支优秀队伍进入决赛。

 
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