近日，NCCR（瑞士國家機(jī)器人能力研究中心）的研究人員回顧了救援機(jī)器人技術(shù)進(jìn)展，并對其未來發(fā)展進(jìn)行了評估。
研究人員回顧了救援機(jī)器人取得的技術(shù)進(jìn)展，工業(yè)機(jī)器人維修，并采訪了救援人員，他們發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人技術(shù)研究團(tuán)體的工作與救援人員的需求非常一致。因此，盡管目前在災(zāi)難響應(yīng)中采用先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)參與救援的案例仍然是有限的，但預(yù)計(jì)在未來會迅速增長。
NCCR和Rescue Robotics Grand Challenge的研究人員，共同對救援機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)行了評估，分析論文已經(jīng)發(fā)表在了《Journal of Field Robotics》上。接下來我們將通過NCCR的分析，一起了解救援機(jī)器人應(yīng)用于實(shí)際搜救工作中遇到了哪些困難。
一、救援機(jī)器人種類多樣，但更需容易運(yùn)輸
這篇論文的第一作者Jeff Delmerico表示，NCCR的研究不僅是現(xiàn)狀，或者真實(shí)世界災(zāi)難后機(jī)器人部署的歷史，他們還試圖分析研究團(tuán)體的輸出中缺失了什么，KUKA機(jī)器人電路板維修，以滿足真實(shí)世界的需求，并為實(shí)際救援人員提供最大的幫助。
論文中綜述了腿式、輪式、飛行式和兩棲式機(jī)器人的研究進(jìn)展，以及感知、控制系統(tǒng)和人機(jī)界面的研究進(jìn)展。在最近的許多進(jìn)展中，強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)算法和模塊化設(shè)計(jì)如何應(yīng)用于腿機(jī)器人，使它們能夠適應(yīng)不同的任務(wù)，并承受一定程度的損壞。
論文內(nèi)容還包括，輪式和履帶式機(jī)器人如何在遠(yuǎn)程呈現(xiàn)等新應(yīng)用中進(jìn)行測試，比如與受困者互動或進(jìn)行遠(yuǎn)程消防。目前正在研究的救援機(jī)器人項(xiàng)目是，如何使無人機(jī)更容易運(yùn)輸，并在必要時改變移動模式。
研究人員在論文中詳細(xì)介紹了在GPS信號未覆蓋區(qū)域，使用攝像頭進(jìn)行定位和繪制地圖方面的進(jìn)展，以及人機(jī)交互的新策略，允許用戶通過手指或軀干的動作來操控?zé)o人機(jī)。
為了確認(rèn)這些救援機(jī)器人的研究方向是否與實(shí)地需求一致，NCCR的研究人員采訪了來自美國、意大利、瑞士、日本和荷蘭的7名救援專家。用于搜索和救援的機(jī)器人技術(shù)研發(fā)在不斷的進(jìn)步，為了在搜救工作中能被更廣泛的使用，研發(fā)人員正在努力使它們變得更加堅(jiān)固和易于使用。
Jeff Delmerico說: “盡管之前的調(diào)查只過去了幾年的時間，但是機(jī)器人研究和機(jī)器人搜救部署的快速發(fā)展，KUKA機(jī)器人維修，意味著最先進(jìn)的技術(shù)已經(jīng)與這些早期的評估產(chǎn)生了很大的不同。”研究人員在論文中對當(dāng)前救援機(jī)器人研究的最新進(jìn)展進(jìn)行了評估，尤其是2014年到2019年取得的進(jìn)展，此前的科學(xué)評論都沒有涉及到。
二、救援機(jī)器人應(yīng)用人機(jī)配合更重要
Jeff Delmerico說: “除非在危急情況下能夠真正依靠新技術(shù)，否則救災(zāi)工作者不是很信任這些技術(shù)。”所以，救援機(jī)器人必須增加新的能力，或者在執(zhí)行同樣的任務(wù)時能勝過人類。救援機(jī)器人的技術(shù)門檻非常高，NCCR的研究目的是為了解研究的進(jìn)展和目標(biāo)之間存在的差距。了解救援人員的實(shí)際需求才能確保機(jī)器人盡快走出實(shí)驗(yàn)室。
救援機(jī)器人可以生成災(zāi)難現(xiàn)場的3D地圖，這是其他商業(yè)研究平臺所不具備的特性，正是這些特性能夠幫助救援人員更快的完成搜救工作。開發(fā)新的人機(jī)界面，為操作人員提供更便利的協(xié)助也是機(jī)器人研究的重要方向。救援人員更多的是把機(jī)器人系統(tǒng)當(dāng)作提高搜救工作的工具，而不是替代他們的自主系統(tǒng)。救援現(xiàn)場強(qiáng)調(diào)的是人機(jī)配合，在搜救工作部署中，任務(wù)優(yōu)先級可能迅速變化，高效的人機(jī)配合才能維持搜救人員的循環(huán)。
救援人員更喜歡使用穩(wěn)定的機(jī)器人系統(tǒng)，而不是“熱門”但尚未被認(rèn)可足夠可靠的技術(shù)，比如人工智能技術(shù)。這就是救援人員與研究人員產(chǎn)生分歧的地方，研究人員對發(fā)展綜合的、中央組織的機(jī)器人很感興趣，但搜救人員則更喜歡獨(dú)立部署的系統(tǒng)。
結(jié)語：機(jī)器人研發(fā)要與實(shí)際應(yīng)用場景結(jié)合
迄今為止，機(jī)器人系統(tǒng)的開發(fā)還不足以滿足現(xiàn)實(shí)世界的救援場景需求。研發(fā)高技術(shù)水平機(jī)器人系統(tǒng)只靠學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究而沒有其他組織的參與是不切實(shí)際的，脫離實(shí)際應(yīng)用的研發(fā)即使技術(shù)難度再高也無法實(shí)際應(yīng)用。