Track Robots

Το RoboCue, ένα ρομπότ ειδικά σχεδιασμένο για επιχειρήσεις διάσωσης, της Πυροσβεστικής υπηρεσίας του Τόκυο, έχει σχεδιαστεί για να εντοπίζει και να ανασύρει τα θύματα με ασφάλεια από τόπους καταστροφής, συγκεκριμένα σε περιοχές που έχει γίνει βομβιστική επίθεση, αλλά θα μπορούσε με επιτυχία να χρησιμοποιηθεί και σε καταστάσεις φυσικών καταστροφών. Στην επόμενη φωτογραφία, παρουσιάζεται το ρομποτικό σύστημα που προσπαθεί να σώσει ένα ομοίωμα ανθρώπου και αποτελεί μια άσκηση της ελεγχόμενης επιχείρησης διάσωσης σε περίπτωση καταστροφής.

RoboCue, the Tokyo Fire Department's Rescue-Bot

Το αυτόνομο ρομποτικό όχημα RoboCue, είναι εφοδιασμένο με αισθητήρες υπερήχων και υπέρυθρες κάμερες για να εντοπίζει εγκλωβισμένους ανθρώπους, να φορτώνει το θύμα επάνω σε ένα καλάθι και στην συνέχεια να το μεταφέρει με ασφάλεια. Το ρομποτικό όχημα, είναι σχεδιασμένο από την Ιαπωνική Πυροσβεστική Υπηρεσία, ενώ η ρομποτική κατασκευή είναι συνδεδεμένη με καλώδιο 100 μέτρων και είναι εξοπλισμένη με υπέρυθρες κάμερες, με μεγάφωνο και αισθητήρες υπερήχων με στόχο τον εντοπισμό των θυμάτων σε χώρους στους οποίους η ανθρώπινη παρουσία δεν είναι δυνατή, όπως σε σπίτια που έχουν πάρει φωτιά. Τα θύματα, μετά από την αναγνώριση τους φορτώνονται από το ρομπότ σε ένα φορείο που μοιάζει με έλκηθρο και μεταφέρονται με ασφάλεια μακριά από το χώρο της καταστροφής. Το μόνο μειονέκτημα του ρομποτικού συστήματος είναι το γεγονός ότι δεν μπορεί να μεταφέρει πολλά άτομα ταυτόχρονα από το σημείο της καταστροφής.

Αν και μπορεί να μοιάζει με ένα φέρετρο - τανκ, το ρομποτικό ερπυστριοφόρο, της παρακάτω φωτογραφίας, έχει την δυνατότητα να διασώζει επιζώντες, και μπορεί να τους μεταφέρει με αξιοθαύμαστη ασφάλεια. Δημιουργήθηκε από το αστυνομικό τμήμα της Γιοκοχάμα της Ιαπωνίας, και αποτελεί ένα ολοκληρωμένο ρομπότ ανίχνευσης και διάσωσης επιζώντων, ικανό με μεταφέρει μέχρι και 250 κιλά στο εσωτερικό του.

Robotic Safety Crawler

Οι λειτουργίες αναζήτησης του περιορίζονται στην χρήση μια υπέρυθρης κάμερας, μιας και το ρομπότ έχει σχεδιαστεί κυρίως ως ένα τηλεκατευθυνόμενο φορείο με πολύ μεγάλο βαθμό ασφάλειας αναφορικά με την μεταφορά θυμάτων. Το ρομποτικό όχημα είναι εφοδιασμένο στο εσωτερικό του με μηχανήματα για την παρακολούθηση της ροής του αίματος καθώς και των ζωτικών λειτουργιών των επιζώντων κατά την μεταφορά αυτών.

Το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Chiba έχει δημιουργήσει ένα μικρό αλλά μοναδικά προικισμένο ρομπότ το λεγόμενο Quince. Το συγκεκριμένο ρομπότ είναι εξοπλισμένο με τέσσερις ομάδες από τροχούς με πέλματα και έξι ηλεκτρικούς κινητήρες, και δύναται να κινηθεί ακόμα και σε επίπεδα που παρουσιάζουν κλίση 82 μοιρών. Επίσης, το ρομπότ διαθέτει ένα ρομποτικό βραχίονα με αρπάγη, με σκοπό την παροχή τροφίμων και άλλων προμηθειών στους επιζώντες. Επιπλέον, το ρομποτικό όχημα έχει την δυνατότητα να εκτελεί, παράλληλα, χαρτογράφηση της περιοχής στην οποία κινείται.

The Breath-Sensor

Το ρομπότ είναι εφοδιασμένο με έναν αισθητήρα υπερύθρων, καθώς και έναν αισθητήρα μέτρησης της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα, ο οποίος χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό της αναπνοής και της θερμότητας τους σώματος του θύματος. Επίσης οι εγκλωβισμένοι δύναται να ακούσουν τις φωνές των ομάδων διάσωσης μέσω ενός ηχείου που έχει τοποθετηθεί στο ρομπότ, με σκοπό την απομακρυσμένη αναπαραγωγή αυτών.

Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ηνωμένου Βασιλείου του Warwick, δημιούργησαν ένα ρομπότ ειδικά για περιπτώσεις έρευνας και διάσωσης σε φυσικές καταστροφές, στο οποίο έχει προσαρτηθεί το Kinect της Microsoft ως κύριος αισθητήρας, αντί ενός LIDAR laser (το οποίο είναι πιο ακριβό και λιγότερο αποτελεσματικό). Το Kinect προσφέρει μια 3D απεικόνιση του χώρου, που είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στις ομάδες διάσωσης για την κατάσταση και τη θέση των θυμάτων στα χαλάσματα. Η ομάδα ανάπτυξης του συγκεκριμένου αυτόνομου ρομποτικού οχήματος σκοπεύει στο μέλλον να το εξοπλίσει και με έναν τηλεχειριζόμενο ρομποτικό βραχίονα, μέσω του οποίου θα μεταφέρονται νερό και τρόφιμα στα παγιδευμένα θύματα. Το ρομπότ κέρδισε το Ευρωπαϊκό πρωτάθλημα διάσωσης RoboCup στη Γερμανία.

Kinect-Powered Rescue-Bot

Τελευταία Ενημέρωση στις Τετάρτη, 21 Δεκέμβριος 2011 14:04

Snake Robots

Μετά από ένα μεγάλο σεισμό που έπληξε την περιοχή του San Francisco, παλιά Βικτωριανά σπίτια έγιναν ερείπια, τα ισόγεια είχαν καταρρεύσει και οι ανώτεροι όροφοι παρέμειναν όρθιοι αλλά ασταθείς, απειλώντας να καταρρεύσουν στην επόμενη δόνηση. Πρόθυμοι διασώστες ήταν έτοιμοι να αναρριχηθούν και να σκάψουν, αλλά παράμενε το ερώτημα του κατά πόσον αξίζει να συμβεί ο τραυματισμός κάποιου διασώστη από την πιθανότητα να βρουν κάποιον που θάφτηκε κάτω από τα ερείπια.

Ευτυχώς, μια νέα γενιά ρομπότ – φιδιού για έρευνα και διάσωση είναι πλέον διαθέσιμη για να απαντήσει στο ερώτημα αυτό. Οι διασώστες φέρουν τον αγωγό όσο το δυνατόν πλησιέστερα προς τα συντρίμμια, και σύρουν το φίδι ρομπότ από το τέλος του αγωγού. Ένα λεπτό σύνθετο καλώδιο πηγαίνει από το εσωτερικό του αγωγού προς την ουρά του φιδιού, παρέχοντας ρεύμα και μεταφέροντας δεδομένα και προς τις δύο κατευθύνσεις. Το ρομπότ φίδι κάνει παύση κάθε λίγα μέτρα για να ακούει για τα σημάδια των επιζώντων, ενώ το κεφάλι του φιδιού ρομπότ χρησιμοποιείται και για την αποστολή στερεοφωνικού ήχου στον χειριστή .

S7 Snake Robot Prototype

Όπως το φίδι εξελίσσεται, σαρώνει την περιοχή με μια πυροηλεκτρική συσκευή που εντοπίζει τη θερμότητα του σώματος. Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιεί τραβούν το ρομπότ κατά μήκος του εδάφους μέσω ενός μικρού ιμάντα μεταφοράς και το προωθούν διαμέσου των σωρών των καλωδίων που άφησε η κατάρρευση του κτηρίου. Το σύστημα πρόσδεσης, επίσης, τραβά την ουρά του φιδιού ρομπότ, μαζεύοντας την όπως στα προηγούμενα εμπόδια. Επί της οθόνης, ο χειριστής έχει την δυνατότητα να αλλάζει την δομή του φίδι ρομπότ και να αποσπά την άκρη της ουράς με την χρήση τηλεχειριστηρίου. Η ουρά μετατρέπεται σε έναν ασύρματο σταθμό βάσης, επικοινωνώντας με το υπόλοιπο ρομποτικό φίδι και επιτρέποντας την συνεχή μετάδοση πληροφορίας στον χειριστή. Μικροί μηχανισμοί στο δέρμα του φιδιού ρομπότ προσφύουν στους τοίχους και του επιτρέπουν να ωθηθεί προς τα εμπρός, αλλάζοντας το εύρος των σπειρών του σε μία περιφέρεια.

Ο Satoshi Tadokoro είναι ένας από τους πιο σημαντικούς ερευνητές στα ρομπότ έρευνας και διάσωσης και είναι ο υπεύθυνος για την δημιουργία του SnakeBot  , που στοχεύει περισσότερο στην αναζήτηση θυμάτων.

The 26-Foot-Long Snakebot

Το συγκεκριμένο ρομπότ δεν μπορεί να κινηθεί πολύ γρήγορα, παρά μόνο πέντε εκατοστών το δευτερόλεπτο, αλλά, λόγω της κατασκευής του μπορεί να διεισδύει σε αιχμηρές γωνίες, να αναρριχηθεί σε κλίσεις μέχρι 20 μοιρών, να συμπιέζεται και να χωράει σε πολύ στενά περάσματα και, έχοντας μια κάμερα προσαρτημένη πάνω του, μπορεί να στέλνει εικόνες προς τις ομάδες διάσωσης για την κατάσταση των χαλασμάτων καθώς και των θυμάτων που εντοπίζει. Το SnakeBot δοκιμάστηκε με επιτυχία τόσο σε περιπτώσεις προσομοίωσης καταστροφών όσο και σε πραγματικές συνθήκες, βοηθώντας μια ομάδα διάσωσης σε παρκινγκ που είχε καταρρεύσει στην Φλόριντα.

Το Disaster City κοντά στο Texas A & M University είναι μια περιοχή με σημαντικές διεθνείς έρευνες στο κομμάτι της διάσωσης κατά τη διάρκεια των φυσικών καταστροφών σε όλο τον κόσμο. Η αναζήτηση επιζώντων σε κτήρια που έχουν καταρρεύσει είναι μια συνεχής πρόκληση για τα μέλη της ομάδας έρευνας και διάσωσης που διακινδυνεύουν τη ζωή τους, καθώς προσπαθούν να βοηθήσουν τα θύματα. Μια νέα υψηλής τεχνολογίας έρευνα σε ρομπότ που μοιάζουν με φίδια στον τομέα εξερεύνησης και διάσωσης μπορεί να δώσει λύση στην έγκαιρη και αποτελεσματική διάσωση θυμάτων σε περιπτώσεις φυσικών καταστροφών. Υπάρχουν πολλά είδη ρομποτικών συστημάτων, που ομοιάζουν με φίδια, τα οποία δοκιμάζονται στο Texas Engineering Extension Service “Disaster City”. Τα αποτελέσματα αυτών των πειραμάτων θα είναι χρήσιμα για την ανάπτυξη της επόμενης γενιάς ρομπότ διάσωσης.

Ο Dr. Robin Murphy, διευθυντής του Center for Robot-Assisted Search and Rescue at Texas A&M University αναφέρει ότι η έρευνα τους προσανατολίζεται σε πιο βιομιμητικές εφαρμογές έτσι ώστε τα ρομπότ να μοιάζουν όσο το δυνατόν περισσότερο σε πραγματικά φίδια. Ο Howie Choset του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon, ο οποίος εργάζεται πάνω σε ένα μοναδικό ελικοειδές ρομπότ  αναφέρει πως, όπως τα φίδια μπορούν να μπουν σε χώρους που δεν μπορούν οι άνθρωποι, έτσι και το ρομπότ-φίδι μπορεί να διεισδύσει σε χώρους που δεν μπορούν τα άλλα ρομποτικά συστήματα.

Οι προγραμματιστές στο εργαστήριο Biorobotics του Howie Choset στο Carnegie Mellon University επιθυμούν να δημιουργήσουν ένα Modular Snake Robot για αποστολές εξερεύνησης και διάσωσης σε σπήλαια, ορυχεία, και κτήρια που κατέρρευσαν. Το πρόβλημα με τα κλασσικά ρομποτικά συστήματα που χρησιμοποιούν ρόδες είναι το γεγονός ότι μπορούν να κινηθούν ικανοποιητικά σε επίπεδες επιφάνειες, αλλά αδυνατούν να διεισδύσουν σε ερείπια. Τα φίδια - ρομπότ μπορούν να πάνε εκεί που τα συμβατικά ρομποτικά συστήματα αδυνατούν. Τα ρομπότ - φίδια μπορούν να έχουν πρόσβαση σχεδόν σε όλους τους χώρους, είτε πρόκειται για κτήρια που έχουν καταρρεύσει, είτε πρόκειται να ανέβουν σε δέντρα, είτε να ανέβουν στην κορυφή ενός κονταριού, ακόμα και να κολυμπούν υποβρυχίως. Η γενική ιδέα στην κατασκευή ενός ρομπότ - φιδιού είναι να μπορεί το ρομποτικό σύστημα να προσαρμόζεται και να μεταμορφώνεται ανάλογα με τις συνθήκες. Τα συστήματα αυτά είναι σε θέση να ανταποκρίνονται σε άγνωστες συνθήκες, όπως κατά τη διάρκεια υπόγειων αναζητήσεων, επιθεωρήσεων εργοστασίων κτλ.

Modular Snake Robot

Το OmniTread  είναι ένα αρκετά χρήσιμο ρομπότ. Το συγκεκριμένο ρομπότ είναι ειδικό για μετακινήσεις πάνω σε χαλάσματα και σε ιδιαίτερα μικρούς χώρους, και θα μπορούσε να είναι ένα σημαντικό εργαλείο για τις ομάδες έρευνας και διάσωσης στην προσπάθεια τους για εντοπισμό επιζώντων που έχουν παγιδευτεί σε κτήρια που έχουν καταρρεύσει. Έχει σχεδιαστεί από την ομάδα ρομποτικής του Πανεπιστημίου του Michigan και αποτελείται από πέντε τμήματα, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους με αρθρώσεις 2 βαθμών ελευθερίας. Μπορεί να κινηθεί και στις τέσσερις πλευρές ακόμα και αν το ρομπότ ανατραπεί. Οι 2-DOF αρθρώσεις από πνευματικούς φυσητήρες παράγουν επαρκή ροπή, έτσι ώστε να κινηθεί το ρομπότ ακόμα και πάνω από εμπόδια.

OmniTread Robot 

Το OmniTread ρομπότ έχει σχεδιαστεί για να διασχίζει εξαιρετικά δύσκολα εδάφη, όπως είναι τα συντρίμμια ενός κτηρίου που έχει καταρρεύσει. Επίσης μπορεί να κινείται σε εδάφη με άμμο και βράχια, να περνά μέσα από μικρές τρύπες και να σκαρφαλώνει πάνω από ψηλά εμπόδια. 

 

Κίνηση του OmniTread σε χαλάσματα

Υβριδικά κινούμενα ρομπότ με πολυαρθρωτούς βραχίονες τύπου φιδιού  έχουν σχεδιαστεί στο USAR. Στις καταστροφές που προκύπτουν από σεισμούς απαιτείται ταχεία και αποτελεσματική έρευνα και διάσωση των επιζώντων. Τα υβριδικά κινούμενα φίδια - ρομπότ έχουν πολύ περισσότερους βαθμούς ελευθερίας από τα συμβατικά ρομπότ και τις άλλες μηχανές διάσωσης. Το φίδι – βραχίονας δύναται να διεισδύσει σε περιοχές μη προσπελάσιμες από άλλα μέσα και χωρίς να προκαλεί επιπλέον φθορές στις γύρω περιοχές, κάτι το οποίο είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε επιχειρήσεις εξερεύνησης και διάσωσης, όπου μεγάλα κομμάτια στα συντρίμμια γίνονται εύθραυστα.

Snake- like ARM mounted on a wheeled robot

Ρομποτικά συστήματα φιδιών, που απαρτίζονται από πολλές αρθρώσεις έχουν τη δυνατότητα εκτέλεσης ποικίλων μετακινήσεων σε σχέση με τα συμβατικά ρομποτικά συστήματα με ρόδες. Το πραγματικό πλεονέκτημα αυτών των συσκευών είναι ότι είναι ευπροσάρμοστα και επιτυγχάνουν κινήσεις που δεν περιορίζονται στην ανίχνευση, στην αναρρίχηση και στην κολύμβηση.

Η κεντρική αποστολή του Μodsnake project είναι η ανάπτυξη ενός είδους καινοτόμου ρομπότ με κυκλικούς συνδέσμους στις γωνίες των αρθρώσεων του ρομπότ – φιδιού, με στόχο την μετακίνηση αυτού στην επιθυμητή θέση. Τα ρομπότ - φίδια που έχουν αναπτυχθεί, εκτελούν σχεδόν όλες τις βιολογικές κινήσεις των πραγματικών φιδιών, όμως αδυνατούν να ολοκληρώσουν μόνο με μια κίνηση ένα πέρασμα. Οι περιπτώσεις αυτές προκύπτουν λόγω της περιπλοκότητας των εργασιών που απαιτούνται από ένα ρομπότ σε σχέση με τους περιορισμούς υλικού και κατασκευής, όπως το μέγεθος του καθώς και η ισχύς του κινητήρα. Οι εργασίες που μπορούν να εκτελέσουν τα ρομπότ-φίδια είναι αναρρίχηση σε σκαλιά, διέλευση σε στενά περάσματα, πέρασμα από τρύπες στον τοίχο ενώ διαθέτουν κάμερα για εύκολη εποπτεία των χώρων καθώς και αναζήτηση επιζώντων.

 

Modsnake Project Robots

Ο Uncle Sam είναι ένα φίδι - ρομπότ που κατασκευάστηκε από modular κομμάτια και οδήγησε σε μία ποικιλία ρομποτικών συστημάτων, που ονομάστηκαν «modsnakes» από το Εργαστήριο Biorobotics του Carnegie Mellon (www.snakerobot.com). Το φίδι αυτό μπορεί να τυλιχθεί γύρω από ένα στύλο και να σκαρφαλώνει κάθετα.

Uncle Sam

Τέτοια ρομποτικά συστήματα που μιμούνται ζωντανά όντα θα μπορούσαν να φέρουν επανάσταση στη ρομποτική στο εγγύς μέλλον. Η φύση είναι ένα φανταστικός σχεδιαστής και δεν είναι τυχαίο ότι μηχανικοί αναζητούν στη φύση για έμπνευση στην ρομποτική (όπως το AirPenguins της Festo και η κατσαρίδα Dash). Όπως έχουν κάνει και άλλες ομάδες, η ομάδα ρομποτικής στο Carnegie Mellon έχει κάνει μεγάλες προσπάθειες να ενσωματώσει φυσικά χαρακτηριστικά των φιδιών στα ρομποτικά συστήματα που έχουν δημιουργήσει. Επίσης έχουν μελετήσει πολλούς τρόπους κίνησης των φιδιών και έχουν «διδάξει» τα ρομπότ-φίδια να εκτελούν τις ίδιες κινήσεις, όπως το προαναφερθέν σκαρφάλωμα του Uncle Sam. Παρά την έμφαση που δίνεται στη δημιουργία ανθρωποειδών ρομπότ, το ρομποτικά συστήματα που προσομοιάζουν τη συμπεριφορά ζώων έχουν το σαφές πλεονέκτημα της απλής σχεδίασης και κατασκευής. Όπως αναφέρεται από την ομάδα ρομποτικής του Carnegie Mellon, το ρομπότ – φίδι θα μπορούσε να είναι ένας «διασώστης» επιζώντων σε κτήρια που έχουν πέσει από φυσικές καταστροφές.

Ο στόχος του προγράμματος Serpentronic Robot Snake ήταν να σχεδιάσει και να κατασκευάσει ένα ρομπότ - φίδι που θα μπορούσε να κινηθεί σαν το βιολογικό του αντίστοιχο. Αυτό το ρομπότ έχει τη δυνατότητα να εξερευνεί χώρους και να αποφεύγει τα εμπόδια χρησιμοποιώντας αισθητήρα υπερύθρων. Ένα ρομπότ - φίδι είναι ιδανικό για να διασχίζει ανώμαλο έδαφος. Αυτό το ρομπότ έχει πολλές εφαρμογές, όπως η αναζήτηση επιζώντων, αποστολές αναγνώρισης και ανίχνευσης ναρκών, καθώς και εργασίες συντήρησης σε στενά περάσματα.

Serpentronic Robot Snake Project

Το φίδι αποτελείται από 6 κομμάτια και ένα κεφάλι, με το κάθε κομμάτι να τροφοδοτείται από έναν σερβοκινητήρα. Τα τμήματα εναλλάσσονται στον προσανατολισμό, έτσι ώστε το πρώτο τμήμα να κινείται σε μια οριζόντια κατεύθυνση και οι επόμενες κινήσεις του τομέα στην κάθετη κατεύθυνση. Αυτή η ακολουθία επαναλαμβάνεται και για τα 6 τμήματα και το κεφάλι. Αυτό δίνει στο ρομπότ - φίδι επαρκή ευελιξία για να μετακινήσει τα τμήματα του σώματός του μέσα από αλληλουχίες που επιτυγχάνουν μετακίνηση σχεδόν με τον ίδιο τρόπο που ένα βιολογικό φίδι κάνει.

Δεν υπάρχει καμία αμφιβολία ότι οι επιστήμονες, όπως αναφέραμε και πιο πάνω, αναζητούν έμπνευση από την φύση για να δημιουργήσουν ρομποτικά συστήματα. Για να σχεδιάσουν ένα ρομπότ για χρήση αυτού στο εσωτερικό σωληνώσεων, μια εταιρεία στην Νορβηγία εμπνεύστηκε από τα φίδια. Το ρομποτικό σύστημα (αν και δεν αποτελεί ακόμα τελικό προϊόν) μπορεί να κινηθεί και κατακόρυφα στο εσωτερικό των σωληνώσεων. Το ρομπότ SINTEF δεν μπορεί να πλοηγηθεί αυτόνομα σε οποιοδήποτε σωλήνα, έτσι σήμερα η ομάδα που το κατασκεύασε χρησιμοποιεί ένα Lego Mindstorms ρομπότ με μια κάμερα αναρτημένη στην κεφαλή. Το SINTEF θα μπορούσε να θεωρηθεί πρόγονος του ACM-R5, του αμφίβιο ρομπότ - φιδιού που κατασκεύασε η ομάδα του Hirose στο εργαστήριο ρομποτικής στην Fukushima στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας στο Τόκυο. Το συγκεκριμένο ρομπότ μπορεί να κινηθεί τόσο στην ξηρά, όσο και στο νερό. Ο Hirose από το 1970 ασχολείται με την κατασκευή ρομποτικών συστημάτων που μοιάζουν με φίδια. Το ρομπότ ACM-R5 παρουσιάστηκε πρώτη φορά στην παγκόσμια έκθεση στο Aichi της Ιαπωνίας το 2005 και μια πιο βελτιωμένη έκδοσή του παρουσιάστηκε στο κοινό το 2007.

ACM-R5 Snake Like Robot

R5 αποτελείται από μια σφαιρική άρθρωση και φυσητήρες. Αναπτύχθηκε με βάση το προηγούμενο μοντέλο HELIX (http://www-robot.mes.titech.ac.jp/robot/snake.html). Μια σφαιρική άρθρωση παίζει το ρόλο των οστών και οι φυσητήρες τον ρόλο του έξω-σκελετού. Το ACM αποκτά αυτή τη συμπεριφορά τόσο στο νερό όσο και στο έδαφος.

Κίνηση στο έδαφος και στο νερό του ACM-R5

Το σύστημα ελέγχου του ACM-R5 είναι ένα αρκετά προχωρημένο σύστημα. Κάθε μονάδα άρθρωσης διαθέτει CPU, μπαταρία, μοτέρ, ώστε να μπορούν να λειτουργήσουν ανεξάρτητα. Μέσα από τις γραμμές επικοινωνίας κάθε μονάδα ανταλλάσσει σήματα και αυτόματα αναγνωρίζει τον αριθμό της από την κεφαλή, αλλά και το πόσες μονάδες συμμετέχουν στο σύστημα. Χάρη σε αυτό, οι διαχειριστές συστημάτων μπορούν να αφαιρούν, να προσθέτουν και να ανταλλάσσουν ελεύθερα μονάδες, καθώς επίσης μπορούν να λειτουργούν το ACM-R5 ευέλικτα σύμφωνα με τις εκάστοτε ανάγκες.

Τελευταία Ενημέρωση στις Τετάρτη, 21 Δεκέμβριος 2011 15:00

Legged Robots

Ο καθηγητής Shigeo Hirose στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας στο Τόκυο έχει δημιουργήσει τρία ρομπότ για έρευνα και διάσωση, το καθένα σχεδιασμένο για ελαφρώς διαφορετικό σκοπό.

Το πρώτο ρομποτικό σύστημα που μοιάζει με ένα φίδι, παρουσιάζει πρωτοτυπία στην κατασκευή του, λόγω της παρουσίας τροχών σε όλες τις πλευρές του, δίνοντας έτσι μεγαλύτερη ευελιξία στην κίνηση αυτού σε αντίξοες συνθήκες. Το δεύτερο ρομποτικό σύστημα, μοιάζει και αυτό με φίδι, αλλά αντί για τροχούς χρησιμοποιεί πέλματα και έχει κατασκευαστεί με σκληρό περίβλημα, έτσι ώστε να αντέχει στην σκόνη, στο νερό και γενικά να είναι σε θέση να λειτουργήσει σε αντίξοες περιβαλλοντικές συνθήκες. Το μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το τρίτο ρομποτικό σύστημα, το οποίο, βάσει κανόνων που πηγάζουν από την οργανική βιολογία, είναι σε θέση να αποφασίζει, συνεχώς, ποιός τρόπος κίνησης είναι ο βέλτιστος, και σε σχέση πάντα με τον σκοπό της αποστολής του. Κατά την μετακίνηση του σε ιδιαίτερα ανώμαλο έδαφος, τα πόδια του ρομπότ έχουν την τάση να λειτουργούν καλύτερα. Ενώ σε επίπεδο έδαφος η χρήση κάποιου είδους τροχών είναι προτιμότερη, με σκοπό την πιο γρήγορη και την περισσότερο οικονομική, από πλευράς κατανάλωσης ισχύος, κίνηση.

The Roller-Skating Rescuer

Το ρομποτικό αυτό όχημα, διαθέτει ένα ευφυές σύστημα επαναπροσδιοριζόμενων ποδιών, τα οποία μπορούν να μετατραπούν σε τροχούς όταν είναι απαραίτητο, και στη συνέχεια, να πραγματοποιηθεί μια κίνηση εμπνευσμένη από τα πατινάζ με rollers.

Το BEAR (Battlefield Extraction – Assist Robot) από το Ινστιτούτο Vecna Robotics των ΗΠΑ είναι ένα ανθρωποειδές ρομπότ για έρευνα και διάσωση. Έχει σχεδιαστεί ειδικά για να αντικαταστήσει τον άνθρωπο διασώστη με το επιπρόσθετο πλεονέκτημα να είναι πιο ισχυρό, πιο ανθεκτικό, και λιγότερο πολύτιμο από τους διασώστες (σε σύγκριση με το κόστος μίας ανθρώπινης ζωής).

Το ρομποτικό όχημα, χρησιμοποιεί δύο ανεξάρτητα πέλματα για κάθε πόδι, με αποτέλεσμα να είναι ικανό να εκτελεί εξειδικευμένες κινήσεις και επιπλέον να έχει την ικανότητα να αλλάζει το ύψος του, να στέκεται στα γόνατα, στους αστραγάλους ή στα οριζόντια. Οι κατασκευαστές του ελπίζουν ότι ο στρατός των ΗΠΑ θα χρησιμοποιήσει το συγκεκριμένο ρομπότ σε όλα τα είδη των επικίνδυνων αποστολών.

Humanoid BEAR Medic-Bot

Το ανθρωποειδές BEAR μπορεί να εντοπίσει θύματα σε πεδίο μάχης, στους χώρους όπου διέρρευσαν τοξικές ουσίες ή σε χαλάσματα που έχουν προκύψει από σεισμούς ή άλλες φυσικές καταστροφές. Αφού εντοπίσει τα θύματα μπορεί να τα σηκώσει και να τα μεταφέρει με ασφάλεια σε μεγάλες αποστάσεις. Μέχρι στιγμής υπάρχουν εννέα υλοποιήσεις του BEAR – κάθε ένα από αυτά περισσότερο ικανό από τον προκάτοχό του. Οι βελτιώσεις μέχρι σήμερα περιλαμβάνουν ανθεκτικά πέλματα με κίνηση υψηλής ταχύτητας, σύστημα κίνησης υψηλής ενέργειας, ανθεκτικά κύτταρα μπαταρίας και τη ενίσχυση της επιδεξιότητα του ρομπότ.

Ο κόσμος των εντόμων αποτελεί ένα γόνιμο έδαφος για τους εμπνευστές της ρομποτικής και ορισμένες φορές καταλήγει στη δημιουργία ενός ρομποτικού συστήματος που προσομοιώνει σχεδόν τέλεια την συμπεριφορά πραγματικών εντόμων. Ένα τέτοιο ρομπότ είναι και το cyborg-ify που δημιουργήθηκε από καθηγητή της βιομιμητικής του Πανεπιστημίου του Berkeley.

Near-Indestructible, Ultra-Cheap RoachBot

Το πολύ φθηνό, ultra-touch Dash εμπνεύστηκε από την κατσαρίδα, κοστίζει λιγότερο από ένα δολάριο, κατασκευάστηκε από μέρη μη χρησιμοποιούμενων κινητών τηλεφώνων και από άλλα ηλεκτρονικά, και το κυρίως σώμα του είναι φτιαγμένο από χαρτόνι. Είναι εξοπλισμένο με βασικά εργαλεία χαμηλής ανάλυσης (αλλά πολύ φθηνά), με κάμερες από κινητά τηλέφωνα και ένα τσιπ Wi-Fi. Το συγκεκριμένο ρομπότ είναι απίστευτα ευκίνητο και γρήγορο και το, κατασκευασμένο από ειδικό χαρτόνι, σώμα του το καθιστό ιδιαίτερα ανθεκτικό. Το Dash θα μπορούσε να αποτελεί έναν εξαιρετικό πόρο για τις ομάδες έρευνας και διάσωσης.

Τελευταία Ενημέρωση στις Τετάρτη, 21 Δεκέμβριος 2011 14:18

Wheeled Robots

Το R+D Project είχε ως στόχο να σχεδιάσει και να εφαρμόσει τις τεχνολογίες ελέγχου και συνεργασίας που απαιτούνται για την ανάπτυξη της πρώτης γενιάς ρομπότ για διάσωση. Προκειμένου να επιτευχθεί ο στόχος αυτός, δημιουργήθηκαν στεγανά ρομποτικά συστήματα για να χρησιμοποιηθούν σε επιχειρήσεις έρευνας και διάσωσης σε ρηχά ή επιφανειακά νερά

R+D Project Robot

Στην πρώτη κατάσταση λειτουργίας, το αυτόνομο ρομποτικό σύστημα έχει την δυνατότητα να καταγράφει πληροφορίες για την κατάσταση των επιζώντων καθώς και την διαδρομή που έχει εκτελέσει, και μόνο όταν δεν μπορεί να εντοπίσει επιζώντες, επιστρέφει στο κέντρο ελέγχου για επαναφόρτιση. Στην δεύτερη κατάσταση λειτουργίας, με την βοήθεια ενός GPS και μίας μονάδας ελέγχου, το ρομπότ έχει την δυνατότητα να φιλτράρει τα πλάνα που παίρνει, καθώς και να διατηρεί αυτά που δείχνουν μεγάλη πιθανότητα ότι εντοπίστηκε επιζών, ενώ παράλληλα στο κέντρο ελέγχου, αποστέλλεται και η θέση αυτού. Με αυτόν τον τρόπο το ρομπότ επικεντρώνεται μόνο στα σημεία που είναι πιθανά να βρεθεί εγκλωβισμένος άνθρωπος.

Κατά τη διάρκεια του προγράμματος PeLoTe (Building Presence through Localization for Hybrid Telematic Teams), χρησιμοποιήθηκαν διαφόρων τύπων ρομποτικά οχήματα βασισμένα κυρίως σε ήδη υπάρχουσα τεχνολογία, ενώ στις περισσότερες εφαρμογές επιβεβαιώθηκε η αποτελεσματικότητα της ρομποτικής πλατφόρμας MERLIN (Mobile Experimental Robot for Locomotion and Intelligent Navigation). Η κίνησή του ρομπότ καθορίζεται μέσω δύο κινητήρων, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για την μεταφορά/περιστροφή του οχήματος. Ενσωματωμένα σε αυτό υπάρχουν ένας μεγάλος αριθμός αισθητήρων, όπως encoders, υπερηχητικοί και υπέρυθροι πομποδέκτες (sonars/IR), γυροσκόπιο, μαγνητική πυξίδα, laser, δικτυακή κάμερα, καθώς και κεραία για τηλεχειρισμό και τήλε-εποπτεία.

PeLoTe Project mobile robot MERLIN

Η ρομποτική αυτή πλατφόρμα επικοινωνεί μέσω μίας κεντρικής διεπαφής μεταξύ ανθρώπου-υπολογιστή, διαμέσου WLAN-Wireless Local Area Network, απ' όπου μπορεί να λαμβάνει εντολές για την τροχιά που πρέπει να ακολουθηθεί ή/και να αποστείλει σε μία κεντρική βάση τα δεδομένα από το χώρο που ερευνά, όπως φωτογραφίες του χώρου. Παράλληλα με τις διαδικασίες πλοήγησης του ρομπότ, πραγματοποιείται και η χαρτογράφηση της περιοχής κίνησης αυτού.

Με σκοπό την κίνηση των αυτόνομων ρομποτικών συστημάτων σε εξωτερικούς χώρους, θα πρέπει, εν γένει, να ληφθούν υπόψη πολλές παράμετροι που σχετίζονται με το είδος του εδάφους. Οι αντίστοιχες ρομποτικές πλατφόρμες θα πρέπει να είναι ευέλικτες και γρήγορες σε ευθύ έδαφος, ενώ ταυτόχρονα θα πρέπει να είναι ικανές να ανταπεξέλθουν σε περιστάσεις ανώμαλου εδάφους όπως χαλίκια, πέτρες, λάσπη, χαλάσματα ή ακόμα και σκάλες. Αυτό είναι σχεδόν απαραίτητο για ρομποτικές πλατφόρμες που χρησιμοποιούνται σε αποστολές αναζήτησης και διάσωσης επιζώντων σε εξωτερικά περιβάλλοντα, όπως και για επίβλεψη/εποπτεία χώρων, όπως για παράδειγμα ανίχνευση τοξικών ουσιών σε κρίσιμες περιστάσεις.

Η επιστημονική κοινότητα, θεωρεί τα ερπυστριοφόρα ρομπότ ως μία από τις βέλτιστες κατασκευές, στον χώρο της έρευνας και της διάσωσης, κυρίως λαμβάνοντας υπόψη παράγοντες όπως είναι η ταχύτητα και η ευελιξία αυτών σε ανώμαλα εδάφη. Από μία διαφορετική θεώρηση, το κυριότερο μειονέκτημα των κατασκευών αυτών, είναι η μεγάλη κατανάλωση ενέργειας (λόγω της έντονης τριβής που αναπτύσσεται), που περιορίζει την διάρκεια της αυτονομίας τους. Επιπλέον τα ρομποτικά αυτά οχήματα δεν είναι ικανά να ανέβουν σκαλοπάτια ή να προχωρήσουν σε επίπεδα που χαρακτηρίζονται από μεγάλη κλίση. Εναλλακτικά, υπάρχουν ρομποτικές πλατφόρμες με πόδια, τα οποία παρότι είναι πολύ ευέλικτα υστερούν σε θέμα ταχύτητας, καθώς και κλασσικά ρομπότ με τροχούς.

Η ρομποτική πλατφόρμα ASGUARD, αποτελεί ένα υβριδικό είδος μεταξύ ρομπότ με τροχούς και με πόδια, εκμεταλλευόμενο έτσι τα πλεονεκτήματα και από τις δύο αυτές κατηγορίες. Το ρομπότ σχεδιάστηκε για χρήση σε ιδιαίτερα ανώμαλα εδάφη εξωτερικού χώρου, με έμφαση σε θέματα ασφάλειας/επίβλεψης χώρων ή και για αποστολές όπου έχει προκληθεί κάποια καταστροφή. Η πλατφόρμα ASGUARD είναι ικανή να ανέβει σκαλιά, μέσω προσαρμοστικών ελεγκτών, εμπνευσμένων από τη φύση, ενώ ταυτοχρόνως μπορεί να αναπτύξει μεγάλες ταχύτητες σε επίπεδες επιφάνειες.

Hybrid-Wheeled ASGUARD

Η ρομποτική πλατφόρμα της USAR (Urban Search and Rescue) αποτελεί ένα πρωτότυπο ρομπότ τύπου Almira. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του είναι το γεγονός ότι κάθε τροχός του αποτελείται από 3 υπό-τροχούς (12 σε σύνολο) σε τριγωνική διάταξη. Επιπλέον, κάθε σετ τριών τροχών σε κάθε άξονα, δύναται να περιστρέφεται ανεξάρτητα από την περιστροφή του κεντρικού άξονα (που αποτελεί το κέντρο της κάθε τριγωνικής διάταξης). Αυτό επιτρέπει στο όχημα να κινείται χωρίς καμία δυσκολία σε ομαλές επιφάνειες, ενώ παράλληλα έχει τη δυνατότητα να ανέβει σκάλες, καθώς και απότομες επικλινείς επιφάνειες έως και 75 μοιρών.

Almira-class USAR vehicle

Η πλατφόρμα είναι εφοδιασμένη με υπερηχητικούς και υπέρυθρους αισθητήρες, καθώς και με μικρόφωνα. Επιπλέον, στο εμπρόσθιο και όπισθεν μέρος του ρομπότ είναι τοποθετημένες δύο ασύρματες βίντεο κάμερες για πιο πλήρη εποπτεία του χώρου, καθώς και για την αναζήτηση επιζώντων. Το ρομποτικό όχημα έχει δοκιμαστεί στην αρένα δοκιμών Coala που αποτελείται από περιοχές με διαφορετική κλίμακα δυσκολίας, όπως και στις 3-επιπέδων δοκιμαστικές αρένες της USAR, με πολύ καλά πειραματικά αποτελέσματα.

Αρένα Δοκιμών για Almira-class USAR vehicle

Οι ρομποτικές πλατφόρμες Personal Exploration Robot (PER) και Corky είναι δύο αυτόνομα οχήματα που σχεδιάστηκαν και αναπτύχθηκαν στα πλαίσια πειραματισμών της USAR, και είχαν ως στόχο την αναγνώριση επιζώντων σε χώρους όπου έχουν προκληθεί καταστροφές, με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά συνεργασίας. Η συνεργατικότητα σε αυτήν την περίπτωση βασίζεται σε μετρήσεις από πολλούς αισθητήρες, αλλά και από πολλά ρομπότ ταυτοχρόνως, μέσω ενδοεπικοινωνίας μεταξύ τους, και εν συνεχεία κατάλληλης επεξεργασίας. Για παράδειγμα, υπέρυθροι αισθητήρες (IR) μπορούν να αναγνωρίσουν θύματα εγκλωβισμένα κάτω από ερείπια, αλλά οι μετρήσεις τους μπορούν πολύ εύκολα να παρανοηθούν σε περιπτώσεις αυξημένης θερμότητας του περιβάλλοντος (όπως π.χ. σε περιπτώσεις πυρκαγιάς). Επιπλέον τα συστήματα όρασης που βασίζονται σε αυτή την τεχνολογία, αποτυγχάνουν σε περιστάσεις χαμηλού φωτισμού ή έντονης σκόνης στο περιβάλλον.

PER-Corky πλατφόρμες

Τα ρομπότ PER και Corky είναι εφοδιασμένα με σύστημα ενδοεπικοινωνίας μεταξύ τους, ενώ οι πληροφορίες που λαμβάνονται συνδυάζονται με τις ληφθείσες από αισθητήρες επί της εκάστοτε πλατφόρμας, ώστε να αναγνωρίζονται τυχόν θύματα στον περιβάλλοντα χώρο με σιγουριά. Η ευελιξία του PER ρομπότ έγκειται στους 6 τροχούς του, οι οποίοι έχουν τη δυνατότητα να περιστρέφονται προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, ενώ η ευελιξία του Corky έγκειται στο μεγάλο συγκριτικά μέγεθος των τροχών του, καθιστώντας το ικανό να κινείται εύκολα σε χώρους με συντρίμμια.

Τελευταία Ενημέρωση στις Τετάρτη, 21 Δεκέμβριος 2011 13:57