航母、軍艦和潛艇上,艙室封閉、走廊狹窄、內(nèi)部環(huán)境如迷宮般復(fù)雜,一旦發(fā)生火災(zāi)事故,后果往往比陸上火災(zāi)要嚴(yán)重得多。于是,一款專(zhuān)門(mén)用于艦艇的消防機(jī)器人SAFFiR應(yīng)需而生。它集多種先進(jìn)技術(shù)于一身,能夠像人類(lèi)一樣靈活地沿梯子爬上爬下,其紅外攝像機(jī)可透過(guò)煙霧看清事故現(xiàn)場(chǎng),靈敏的足部“六軸力/力矩傳感器”使其在搖擺起伏的艦艇上也能夠站穩(wěn)身形,而且它還能夠辨別人類(lèi)的口語(yǔ)和手勢(shì)指令,與人類(lèi)進(jìn)行互動(dòng),組成協(xié)同作戰(zhàn)的團(tuán)隊(duì)。
集多項(xiàng)技術(shù)突破于一身
這款航母消防機(jī)器人名為S A F F iR (Shipboard Autonomous Firefighting Robot,艦載自主型消防機(jī)器人)。這款消防機(jī)器人不但外形酷似人類(lèi),而且能夠像人類(lèi)一樣靈巧地攀爬梯子。此外,最特別的是,它還可以通過(guò)人機(jī)交互程序與人類(lèi)互動(dòng)。
艦艇上最不希望發(fā)生什么事?是火災(zāi),其損失和人員傷亡往往比陸上火災(zāi)嚴(yán)重得多。因?yàn)橐坏┌l(fā)生了,人們將無(wú)處可逃,跳到海洋里也不見(jiàn)得更好,尤其是當(dāng)你身處航母上或者潛艇里。而且,更致命的是,艦艇上往往艙室狹小封閉,走廊非常窄且如迷宮般復(fù)雜,一旦發(fā)生火災(zāi),逃不快且容易被濃煙熏死。因此,無(wú)論是在戰(zhàn)時(shí)還是和平時(shí)期,艦艇上消防工作一直備受重視。而SA FFiR則有助降低這種風(fēng)險(xiǎn)。
SA FFiR由美國(guó)國(guó)防部出資、美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā),是一款雙足人形機(jī)器人,設(shè)計(jì)目標(biāo)是幫助撲滅航母、軍艦或潛艇上的火災(zāi),其將在C H A R L I-L 1機(jī)器人的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改造。C H A R L I-L 1機(jī)器人由美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)制造,該大學(xué)和賓夕法尼亞大學(xué)都是SA FFiR項(xiàng)目的合作方。
動(dòng)作像人類(lèi)一樣精確流暢
一大突破就是,SA FFiR的胳膊和腿能夠像人類(lèi)四肢一樣活動(dòng),其動(dòng)作精確、流暢,這有賴于兩大技術(shù):第一,其安裝有多個(gè)精密傳感器,可提供持續(xù)的環(huán)境反饋;第二,它的鈦合金彈簧模擬人類(lèi)關(guān)節(jié),可使之完成那些流暢動(dòng)作。SA FFiR選擇設(shè)計(jì)成人形機(jī)器人是鑒于艦艇的獨(dú)特環(huán)境:狹窄的走廊、必須垂直進(jìn)出的艙口、舷梯和眾多的梯子……這導(dǎo)致迄今為止許多為船艙或潛艇設(shè)計(jì)的軍事機(jī)器人都不得不非常迷你,否則進(jìn)出不便。但即使如此,這些大多靠輪子或者履帶運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人,仍然難以獨(dú)立應(yīng)付艦艇上的復(fù)雜“地形”,即使有些能夠上下樓梯,也不夠靈活快速。而SA FFiR則不同,它就像人類(lèi)一樣,可以在狹窄的走廊里跑來(lái)跑去,還能夠在艦船內(nèi)的梯子上爬上爬下,自如穿梭在迷宮般的軍艦和潛艇里。
SA FFiR具備出色的手眼協(xié)調(diào)能力,它能夠手持消防水龍頭滅火,還能夠投擲滅火手榴彈。這種精確的協(xié)調(diào)性也是軍用機(jī)器人的一大最新技術(shù)成就。就在上周,美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)研究項(xiàng)目局(D A R PA )資助的研究人員剛剛推出了第一款“能夠執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)”的機(jī)器人,例如“用自己的雙手打開(kāi)門(mén)鎖”。
能夠與人類(lèi)互動(dòng)協(xié)同作戰(zhàn)
所有這些似乎已經(jīng)夠瘋狂了,但最有趣的突破卻是SA FFiR機(jī)器人與人類(lèi)的互動(dòng)能力。SA F F iR有一個(gè)界面,不但讓它能夠理解人類(lèi)的手勢(shì),而且可以做出回應(yīng),它甚至還可以理解人類(lèi)的自然口語(yǔ)。據(jù)美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室宣布,他們的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)人類(lèi)和機(jī)器人“像一個(gè)團(tuán)隊(duì)一樣協(xié)同作戰(zhàn)”。另一款正在開(kāi)發(fā)中的美國(guó)軍用機(jī)器人A lphaD og,其團(tuán)隊(duì)也有類(lèi)似的研發(fā)概念。A lphaD og這種四足機(jī)器人將被安裝視覺(jué)傳感器和一個(gè)界面,并將擁有更優(yōu)越的“聽(tīng)覺(jué)功能”,可按照士兵“停”、“坐下”和“過(guò)來(lái)”等指令做出相應(yīng)動(dòng)作,能夠和士兵們“像訓(xùn)練有素的動(dòng)物和訓(xùn)練者之間很自然地交流”。
而對(duì)于SA FFiR機(jī)器人來(lái)說(shuō),即使沒(méi)有獲得“手勢(shì)”指令,他也能夠熟練地追隨自己的人類(lèi)上級(jí),因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)程序當(dāng)中有一項(xiàng)就是追隨人類(lèi)視線。因此,當(dāng)SA FFiR的長(zhǎng)官注意到了左邊的火焰,那么SA FFiR機(jī)器人將在同一時(shí)間看到,而且它還能夠觀察到更多的情形。因?yàn)镾A FFiR的視覺(jué)傳感器和紅外攝像頭使之能夠在非常惡劣的環(huán)境中,透過(guò)濃煙看清事物。
電池只能支持30分鐘
它的上半身,將能操作滅火設(shè)備,例如噴射干粉滅火,投擲滅火手榴彈等。SA FFiR機(jī)器人的下半身,將能夠在各個(gè)方向行走和穿越障礙。而且,有賴于其足部的“六軸力/力矩傳感器”,即使艦艇處在洶涌起伏的海洋環(huán)境中,SA FFiR也能夠保持平衡。
一旦這些技術(shù)完全實(shí)現(xiàn)了,那么SA FFiR就可以像人類(lèi)消防員一樣處理復(fù)雜情況,且不必?fù)?dān)心被熏死或灼傷。不過(guò),SA FFiR也存在一個(gè)短板,其電池會(huì)在30分鐘內(nèi)耗盡,不論火勢(shì)是否得到控制,到時(shí)候它都會(huì)停止工作。所以,還是希望SA FFiR能夠盡快撲滅火災(zāi)吧。
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