介紹了當(dāng)前國內(nèi)外搜索救援機(jī)器人、運(yùn)載救援機(jī)器人以及多任務(wù)救援機(jī)器人的研究現(xiàn)狀和技術(shù)特點(diǎn),對(duì)救援機(jī)器人的移動(dòng)方式、步態(tài)控制和導(dǎo)航算法3種關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述并分析了其優(yōu)缺點(diǎn)。展望了救援機(jī)器人在智能化、軟硬件冗余化及多機(jī)協(xié)同救援3個(gè)方面的發(fā)展方向,指出了救援機(jī)器人的通過能力、感知能力、通信能力以及續(xù)航能力還需要進(jìn)一步完善。 

【文章來源】：醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2019,40(08)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

PackBot搜索救援機(jī)器人[5]

但對(duì)于非結(jié)構(gòu)化的復(fù)雜環(huán)境，如廢墟內(nèi)部，輪履式搜索救援機(jī)器人無法抵近救援[8-9]。仿生搜索救援機(jī)器人的出現(xiàn)成功地解決了這一問題。由于其具有體積孝自由度多、行動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可順利完成廢墟內(nèi)部等狹小空間環(huán)境的搜索任務(wù)�？▋�(nèi)基-梅隆大學(xué)研制的蛇形機(jī)器人較其他蛇形機(jī)器人有較小的橫截面積，這意味著它具有更強(qiáng)的狹小空間通過能力[10]。該機(jī)器人使用有線傳輸?shù)姆绞綄⒁挂晹z像機(jī)與音頻傳感器收集的數(shù)據(jù)傳輸給救援人員。雖然有線傳輸?shù)那捌跍?zhǔn)備較為煩瑣，但這種方式對(duì)于信息傳輸具有較高的可靠性與穩(wěn)定性。圖3是該機(jī)器人參與2017年墨西哥地震救援時(shí)的畫面。Sarcos公司研發(fā)的蛇形機(jī)器人GuardianS（如圖4所示）有著強(qiáng)大的搜索能力，在總質(zhì)量6kg的機(jī)體中配備有4.5kg的搜索探測(cè)設(shè)備，其中有攝像機(jī)、氣體探測(cè)器、振動(dòng)探測(cè)器等多種傳感器[10]。GuardianS前后兩端采用履帶的運(yùn)動(dòng)形式，履帶可沿機(jī)器人軸向旋轉(zhuǎn)，做出橫向搖晃、滾動(dòng)等動(dòng)作。GuardianS不僅擁有蛇形機(jī)器人的靈活性，同時(shí)具有履帶式救援機(jī)器人的行進(jìn)速度。1.1.2技術(shù)特點(diǎn)根據(jù)表1的總結(jié)分析可以看出，履帶式搜索救援機(jī)器人有著較廣泛的實(shí)用性，但對(duì)于更深入的搜索探測(cè)有著一定的局限性。蛇形救援機(jī)器人雖然通用性較低且運(yùn)動(dòng)速度較慢，但其強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)能力和搜索能力能完成更深層次的搜索探測(cè)。以TALON為代表的履帶式救援機(jī)器人在發(fā)展與應(yīng)用上相對(duì)成熟，但其控制方式相對(duì)滯后，主要為人工操作，并不具備自主搜尋能力。隨著控制方法的更新和人工智能技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)器人將會(huì)逐漸由人工操作向自行搜索轉(zhuǎn)變。因此，該類救援機(jī)器人智能化程度的提高與控制方式的更新將有利于在復(fù)雜救援任務(wù)中具有更準(zhǔn)確快速的反應(yīng)能力和處理能力。以卡內(nèi)基-梅隆?

·醫(yī)療衛(wèi)生裝備·2019年8月第40卷第8期ChineseMedicalEquipmentJournal·Vol．40·No．8·August·2019公司繼續(xù)研發(fā)了世界上奔跑速度最快的四足機(jī)器人“野貓”[11]�！芭佬姓摺保–rawler）機(jī)器人（如圖7所示）是日本橫濱警視廳研發(fā)的傷員后送機(jī)器人[12]。該機(jī)器人內(nèi)部可運(yùn)載一名傷員，其內(nèi)部的各種傳感器可對(duì)運(yùn)送過程中的傷員進(jìn)行生命體征檢測(cè)。因此，該機(jī)器人可隨救援人員進(jìn)入災(zāi)區(qū)，分擔(dān)救援人員的傷員運(yùn)送工作。日本東京消防廳研制的RoboCue傷員后送機(jī)器人（如圖8所示）可利用其自身配備的超聲波傳感器和紅外攝像機(jī)搜尋傷員，并通過機(jī)械臂將搜尋到的傷員轉(zhuǎn)移到機(jī)器人內(nèi)部，完成對(duì)傷員的搜尋與運(yùn)送[13-14]。另外，RoboCue設(shè)計(jì)有生命維持系統(tǒng)，可為艙內(nèi)傷員提供氧氣，保證傷員在運(yùn)送過程中的基本生命支持。美國VecnaRobo-tics公司研制的戰(zhàn)場(chǎng)救援機(jī)器人“Bear”如圖9所示，其雙臂可以承載227kg的質(zhì)量，且由于采用了動(dòng)態(tài)平衡技術(shù)，可避免顛簸，減少對(duì)傷員的二次傷害[15]。“Bear”擁有2種行進(jìn)模式，一種是在平坦路面用輪式行進(jìn)，另一種是對(duì)于崎嶇路面，會(huì)降低重心，切換成履帶行進(jìn)，以便最大限度地減小顛簸，從而保護(hù)傷員。在國內(nèi)，上海交通大學(xué)研發(fā)的“六爪章魚”機(jī)器人（如圖10所示）是一種由18個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的腿式并聯(lián)步行機(jī)器人[16]。該機(jī)器人承載能力強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)靈活、路面適應(yīng)性強(qiáng)，可在多種地形環(huán)境執(zhí)行救援任務(wù)。但由于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的限制，其運(yùn)動(dòng)速度只有1.2km/h。中南大學(xué)研發(fā)的PH并聯(lián)六足機(jī)器人如圖11所示，該機(jī)器人的上平臺(tái)上配有可旋轉(zhuǎn)的激光雷達(dá)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍環(huán)境的三維掃描，增強(qiáng)了機(jī)器人對(duì)周圍事物的狀態(tài)感知[17]。PH可通過四足支撐，運(yùn)用另兩足拾

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3032617