雷鋒網(wǎng)按：8月24日上午，2017年“WRC 世界機(jī)器人大會(huì)”展開第二天的論壇日程，本屆大會(huì)以“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造，迎接智能社會(huì)”為主題，囊括“論壇、博覽會(huì)、大賽及主題活動(dòng)”四大板塊，是我國(guó)機(jī)器人領(lǐng)域規(guī)模最大的國(guó)際會(huì)議之一，本次會(huì)議有來自國(guó)內(nèi)外 300 多位機(jī)器人領(lǐng)域知名科學(xué)家、企業(yè)家、政府工作者和國(guó)際科技機(jī)構(gòu)代表出席，雷鋒網(wǎng)也來到了現(xiàn)場(chǎng)為大家?guī)硇迈r出爐的報(bào)道。

來自日本的IEEE RAS現(xiàn)任主席Satoshi Tadokoro是參加大會(huì)的其中一位知名科學(xué)家，他在今天的主論壇上發(fā)表了關(guān)于“日本災(zāi)后救援機(jī)器人”的演講。

Satoshi Tadokoro，日本東北大學(xué)副院長(zhǎng)兼研究教授，Satoshi Tadokoro自2002年以來開始擔(dān)任國(guó)際救援系統(tǒng)研究機(jī)構(gòu)主席，2016年至2017年期間擔(dān)任IEEE機(jī)器人與自動(dòng)化學(xué)會(huì)主席。2002年至2007年期間，他作為MEXT DTT救援機(jī)器人項(xiàng)目的項(xiàng)目經(jīng)理。他亦曾擔(dān)任NEDO災(zāi)害機(jī)器人項(xiàng)目的首席研究員，其團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了多個(gè)救援機(jī)器人，其中名為Quince和Active scope Camera的兩個(gè)機(jī)器人被用于福島第一核電站事故中的核反應(yīng)堆建筑災(zāi)害事故的救援，故知名度較高。2014年至2018年，他將擔(dān)任日本內(nèi)閣政府ImPACT項(xiàng)目的項(xiàng)目經(jīng)理。他是IEEE、日本機(jī)器人學(xué)會(huì)、日本機(jī)械學(xué)會(huì)及日本儀器與控制工程師學(xué)會(huì)的會(huì)員。

以下為Satoshi Tadokoro的演講內(nèi)容，雷鋒網(wǎng)做了不改變?cè)獾木庉嬚恚?/span>

今天我想為大家介紹一下日本的救災(zāi)機(jī)器人。

上圖是典型的救災(zāi)過程。在災(zāi)難發(fā)生后需要搜救和應(yīng)急救援，之后需要重建，所以需要對(duì)所造成的問題進(jìn)行調(diào)查，尤其是在災(zāi)難發(fā)生之前的建筑調(diào)查，同時(shí)要加強(qiáng)其防震功能。機(jī)器人是可以完成某些人類無(wú)法完成的事情。比如日本的福島核電站發(fā)生泄漏之后，機(jī)器人可以代替人進(jìn)去調(diào)查和救援。 

這是一款名為Quince的救援機(jī)器人，我參與了它的開發(fā)，它最早使用在福島核電站調(diào)查當(dāng)中。

從操作臺(tái)對(duì)Queens行動(dòng)的監(jiān)測(cè)，可看到它實(shí)時(shí)地去檢測(cè)核電站內(nèi)部的情況，拍到內(nèi)部反應(yīng)堆的照片和關(guān)鍵信息，并對(duì)福島核電站的泄漏事件作出回應(yīng)和相應(yīng)的救援措施。當(dāng)時(shí)我們的政府和公司都希望能夠把這個(gè)冷卻系統(tǒng)重新啟動(dòng)，因?yàn)槔锩娴臏囟纫呀?jīng)到了98度，所以我們需要讓核反應(yīng)堆冷卻。Queens機(jī)器人對(duì)里面的情況進(jìn)行調(diào)查，然后給我們提供了具體的數(shù)據(jù)。之后它又進(jìn)行了多次行動(dòng)，令溫度在一個(gè)月后有所下降，因而機(jī)器人在這方面發(fā)揮了很大的作用。

 在這個(gè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，日本政府啟動(dòng)了幾個(gè)項(xiàng)目。救災(zāi)機(jī)器人項(xiàng)目的目的不僅僅是針對(duì)核電站的災(zāi)難，還包括自然和人為災(zāi)害。機(jī)器人主要是用于救援和防災(zāi)，目前最大的問題是技術(shù)尚未成熟，比較脆弱。比如你可以想像一下，它的攝像系統(tǒng)、成像系統(tǒng)在我們會(huì)議廳里可以看見，但是在光線很暗或有霧霾情況下就看不見，如果風(fēng)速很快或者雨很大的話也難看得見，所以這種脆弱性必須要被解決。

我們?cè)噲D開發(fā)出更強(qiáng)大的視覺系統(tǒng)，尤其是極端情況下的視覺系統(tǒng)。這里所謂的視覺系統(tǒng)并不是機(jī)器人本身能不能到那個(gè)地方，而是它能不能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)一步精密地感知，以便獲得更好的信息。這些對(duì)情況的估測(cè)非常重要，同時(shí)在災(zāi)難環(huán)境當(dāng)中的自我恢復(fù)能力也非常重要。

 我們要開發(fā)下一代能夠應(yīng)對(duì)緊急情況的建筑機(jī)器人，令他們?cè)跒?zāi)區(qū)重建當(dāng)中發(fā)揮作用，完成更加復(fù)雜的任務(wù)，也會(huì)監(jiān)測(cè)周圍的物體。這個(gè)機(jī)器人可以長(zhǎng)期飛行，配合地面的機(jī)器給我們提供整個(gè)區(qū)域的鳥瞰圖，另外在強(qiáng)風(fēng)的狀態(tài)下也通過這個(gè)機(jī)器人負(fù)載的幾個(gè)攝像頭形成一個(gè)立體的照片。機(jī)器人獲得的信息很快就回饋到了操作員，以便操作員及時(shí)調(diào)整。它還帶有震度感應(yīng)器，能夠感應(yīng)或者判斷觸碰物的大小。除此之外，我們提高了建筑機(jī)器人的能力，其攝像頭是自帶光的，所以在黑暗和霧中也可以看得清楚。

這種救災(zāi)機(jī)器人主要是用于在石堆當(dāng)中發(fā)現(xiàn)遇難者和幸存者，我們把它和搜救犬進(jìn)行對(duì)比，通過現(xiàn)場(chǎng)的一些攝像頭和圖像識(shí)別的方式，它可以識(shí)別人的鞋或者其它的衣物。這只搜救狗找到了要援救人員的位置，受害者就在這個(gè)管子里面，由于圖像識(shí)別的功能，我們就能夠自動(dòng)地識(shí)別出這個(gè)受害者，令整個(gè)搜救能力得以大幅度提升。

多臂機(jī)器人可以幫助人們?cè)诤芏辔ｋU(xiǎn)環(huán)境中完成工作，這是一個(gè)有四條腿的機(jī)器人，它里面加裝了很多電器和傳感器。除了能夠行走和提起物品之外，它也能夠做一些更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。我們可遠(yuǎn)程控制這個(gè)機(jī)器人，同時(shí)關(guān)注這個(gè)機(jī)器人周邊的環(huán)境，由于可能無(wú)法看到機(jī)器人的圖像，所以我們也想辦法通過計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)解決圖像的盲點(diǎn)。這種多臂機(jī)器人的作用是它能夠代替我們進(jìn)入到坍塌、爆炸等危險(xiǎn)環(huán)境中。

這種裝有RM傳感器的輕型蜿蜒機(jī)器人可以調(diào)整爆炸時(shí)的壓力，它可爬行在水平和豎直方向的管子里。我們可以通過聲音的傳輸計(jì)算距離，這種蜿蜒的機(jī)器人能夠在一些人類難以接觸的工廠或者地理位置進(jìn)行探索。比如60度、70度陡峭的坡。另外，它可以在坍塌的房屋下面找到受害者，并且很好地勘探出周圍的環(huán)境。這種非常靈活的蜿蜒機(jī)器人加上線纜能夠進(jìn)入到一些非常狹窄的空間中，我們通過遠(yuǎn)程遙控能夠遠(yuǎn)程看到觸摸里面的環(huán)境，搜救的過程當(dāng)中可以很好地了解周邊的環(huán)境。蜿蜒機(jī)器人配置10米長(zhǎng)的電纜再加上一些振動(dòng)器，能夠用分散型的驅(qū)動(dòng)進(jìn)入到不同的地方，通過遠(yuǎn)程控制能夠觸摸、看見并且聽見這種環(huán)境的情況，搜救的過程當(dāng)中能夠有更清晰的認(rèn)識(shí)。

通過多振動(dòng)傳感器，這個(gè)機(jī)器人能夠預(yù)估前面與接觸物體的距離，實(shí)時(shí)回傳數(shù)據(jù)。機(jī)器人能夠通過視覺識(shí)別技術(shù)發(fā)現(xiàn)里面的東西，也可以用麥克風(fēng)的聲音傳輸來探索周邊的環(huán)境。我們可以通過多麥克風(fēng)的配置和聲音的傳輸判斷它的位置，從而找到受害者，對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行深入研究。

這是傳統(tǒng)的攝像頭和新的技術(shù)攝像頭的對(duì)比，它能夠在非常狹窄的空間里非常靈活地移動(dòng)。實(shí)際上之前在美國(guó)已經(jīng)使用過了，這是一個(gè)發(fā)生嚴(yán)重事故的建筑現(xiàn)場(chǎng)，這種機(jī)器人爬入了8米深的地方之后拍了一些照片，也給我們的研究提供了非常好的信息。

 去年4月份我們進(jìn)行了實(shí)地的使用，他們測(cè)試了這個(gè)機(jī)器人的具體能力。去年12月份到今年2月份，他們（美國(guó)研究機(jī)構(gòu)）也用這個(gè)機(jī)器人做了結(jié)構(gòu)性的調(diào)研，將這個(gè)機(jī)器人的攝像頭放入到了很多殘骸中，然后通過拍照了解內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。這些數(shù)據(jù)可以幫助我們做出內(nèi)部的3D模型，從而了解它在坍塌之前屋頂和房屋的結(jié)構(gòu)是什么樣子。

接下來是檢查PVC，這些東西要想去除掉的話并不是那么容易，所以必須建立一個(gè)3D的模型，然后把攝像頭從邊上放進(jìn)去，然后拍出這些照片，通過這些照片可以做出3D的模型，但是這還不夠，所以除了把這個(gè)攝像頭放入到井內(nèi)之外，我們還進(jìn)一步地走得更深，拍了更多的照片?；谶@些照片和視頻，我們很好地做出了3D的模型，甚至了解到了井內(nèi)更深處的結(jié)構(gòu)。

這里輻射也是一個(gè)很大的問題，所以我們也想通過攝像頭的拍攝，研究了解到它在不同深度的輻射強(qiáng)度到底有多少。這張圖顯示了不同深度的輻射強(qiáng)度有多少，輻射水平是一個(gè)非常危險(xiǎn)的水平，這對(duì)我們下一階段的研究是非常重要的。

自然災(zāi)害在全世界是很常見的，災(zāi)后機(jī)器人能夠在災(zāi)后的響應(yīng)、復(fù)蘇和預(yù)防發(fā)揮非常重要的作用，所以我們需要與中國(guó)等國(guó)家在技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行合作，“一帶一路”是一個(gè)非常重要的概念，它可以推進(jìn)我們的合作。日后我們需要共同面對(duì)這些挑戰(zhàn)更好地合作與研究。

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