耐碰撞的智能救援無(wú)人機(jī)

編譯李忠東

耐碰撞的智能救援無(wú)人機(jī)

編譯李忠東

在阿聯(lián)酋舉辦的首屆“阿聯(lián)酋無(wú)人機(jī)公益應(yīng)用大獎(jiǎng)賽”（UAE Drones for Good Award）為期兩天的活動(dòng)中，有40名選手向國(guó)際評(píng)審現(xiàn)場(chǎng)演示了各自的項(xiàng)目。瑞士聯(lián)邦洛桑理工學(xué)院（EPFL） Flyability無(wú)人機(jī)公司開(kāi)發(fā)的耐碰撞無(wú)人機(jī)“吉姆球”（Gimball）嶄露頭角，拔得頭籌，贏得了100萬(wàn)美元（人民幣約689.31萬(wàn)元）的大獎(jiǎng)。評(píng)委們頒獎(jiǎng)詞說(shuō)：“Flyability開(kāi)發(fā)的‘吉姆球’無(wú)人機(jī)能夠進(jìn)入密閉空間，靠近人類時(shí)保持安全距離，可高效用于救援任務(wù)。該無(wú)人機(jī)的機(jī)身外有一個(gè)旋轉(zhuǎn)式籠子保護(hù)，因此即使在極具挑戰(zhàn)性的環(huán)境下與障礙物相撞，也不會(huì)失去穩(wěn)定性?！?/p>

△ 設(shè)計(jì)獨(dú)特

△ 不怕碰撞

設(shè)計(jì)靈感源于昆蟲(chóng)

“盡管有許多無(wú)人機(jī)學(xué)術(shù)研究獎(jiǎng)項(xiàng)，但針對(duì)新技術(shù)社會(huì)應(yīng)用的獎(jiǎng)并不多。‘無(wú)人機(jī)公益應(yīng)用獎(jiǎng)’在業(yè)內(nèi)首開(kāi)先河，作用非同小可?！?Flyability聯(lián)合創(chuàng)始人帕特里克·塞沃茲表示，“該獎(jiǎng)項(xiàng)幫助人們認(rèn)識(shí)到這些飛行器能夠?yàn)樯鐣?huì)帶來(lái)積極的影響，可以讓和我們一樣充滿激情的團(tuán)隊(duì)繼續(xù)前進(jìn)，讓夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)?！?/p>

這種足球大小的“吉姆球”無(wú)人機(jī)裝備了一個(gè)像保護(hù)籠一樣的多軸球形支架，支架內(nèi)有一個(gè)穩(wěn)定的平衡環(huán)，上面安裝了推進(jìn)器和航空電子設(shè)備。保護(hù)籠和飛行控制算法均已獲得專利，解決了目前飛行機(jī)器人所面臨的兩大挑戰(zhàn)：障礙和沖突管理以及安全操作問(wèn)題。它在夏季達(dá)沃斯論壇上展出時(shí)，引起了與會(huì)者的興趣和關(guān)注。

未來(lái)無(wú)人機(jī)的發(fā)展方向不是去攻擊某個(gè)目標(biāo)，而要在技術(shù)上提升感知能力，成為提供服務(wù)的“天使”。Flyability無(wú)人機(jī)公司對(duì)無(wú)人機(jī)服務(wù)做出如下定位：讓搜索和救援的技能與機(jī)器人伙伴結(jié)合，即使在人口密集地區(qū)也能安全部署，真正滿足實(shí)際的需求。在災(zāi)難發(fā)生時(shí)，將“吉姆球”無(wú)人機(jī)發(fā)送到人類難以到達(dá)的地方，深入不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步評(píng)價(jià)其安全性。車(chē)載攝像頭能拍攝周?chē)沫h(huán)境，給救援人員提供信息。在建筑物里探測(cè)，評(píng)估煙霧濃度。進(jìn)入事故現(xiàn)場(chǎng)，鑒別化學(xué)物質(zhì)的泄漏源。

“吉姆球”無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于昆蟲(chóng)的飛行，研發(fā)團(tuán)隊(duì)思路與眾不同：與其躲開(kāi)障礙，不如 “勇往直前”，自行開(kāi)路。這款可用于救援的智能雙翼無(wú)人機(jī)外形奇葩，包覆在球形鏤空籠網(wǎng)特殊設(shè)計(jì)中，看起來(lái)就是個(gè)“球”。在智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，研究人員讓它像昆蟲(chóng)那樣，直接和障礙物進(jìn)行碰撞，然后反彈回來(lái)，繼續(xù)朝搜索目的地前進(jìn)。由于有被動(dòng)旋轉(zhuǎn)的球形籠，各種姿態(tài)都能保持穩(wěn)定。機(jī)器人飛行控制算法可使其在最復(fù)雜的地形地貌飛行，保持穩(wěn)定，而無(wú)需復(fù)雜的傳感器。除了飛行之外，還可以在墻壁、天花板和地面上行走。

無(wú)人機(jī)有可能改變我們的工作、娛樂(lè)和交流方式，但它目前無(wú)法在建筑物或人群附近進(jìn)行安全的操作，因?yàn)檫@些場(chǎng)合對(duì)于飛行來(lái)說(shuō)充滿危險(xiǎn)，甚至根本不可能飛行，而這樣的環(huán)境往往是人們最需要無(wú)人機(jī)的地方。但是“吉姆球”卻做到了，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)在復(fù)雜、混亂或室內(nèi)等環(huán)境中飛行的可能性。對(duì)于那些檢驗(yàn)的專業(yè)人士來(lái)說(shuō)，即使在操作無(wú)人機(jī)方面不是訓(xùn)練有素，也可以駕馭“吉姆球”。萬(wàn)一指揮失誤，也不會(huì)有任何危險(xiǎn)。因?yàn)樗饷娴谋Ｗo(hù)籠可以使其安全地在人群附近飛行，甚至可以在工廠中穿行。

1、大顯身手

2、操作方便

3、外形奇葩

搜尋救援大顯身手

“在傳統(tǒng)的維護(hù)工作中，腳手架、天空登山者、鏟斗卡車(chē)或者繩子是常用的方式，但是使用這些方式進(jìn)行維護(hù)工作既昂貴又耗時(shí)?！盕lyability無(wú)人機(jī)公司首席技術(shù)官阿德里安·布里奧博士指出，“而有了‘吉姆球’無(wú)人機(jī)，這樣的檢查工作只需要原來(lái)一小部分成本和時(shí)間就可以完成，減少了基礎(chǔ)設(shè)施的停機(jī)時(shí)間，甚至可以讓用戶在一天內(nèi)完成所有工作?！?/p>

對(duì)于救援和工業(yè)核查人員來(lái)說(shuō)，“吉姆球”無(wú)人機(jī)是一種廉價(jià)又有用的救援工具。它能在狹小的空間中飛行，搜尋隱匿的受害者。由于機(jī)身周?chē)粓?jiān)韌輕巧的碳纖維所包圍，因此在執(zhí)行艱巨的救援任務(wù)時(shí)，可利用障礙來(lái)找路，而不必試圖躲避它們。

“吉姆球”無(wú)人機(jī)的球形還可以保護(hù)被營(yíng)救者免受螺旋槳的傷害，同時(shí)使得室內(nèi)操作相對(duì)輕松。得益于能在室內(nèi)靈活運(yùn)動(dòng)，又具備抗碰撞性能，它無(wú)懼于損壞自己或砸傷他人，非常適合緊急救援。比如在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，房屋起火時(shí)能代替消防員完成偵查工作。尤其是在核事故和建筑物倒塌事故中，操作簡(jiǎn)單易行。

經(jīng)過(guò)5年的研發(fā)，“吉姆球”無(wú)人機(jī)已經(jīng)為能源、石油天然氣、海事和重工業(yè)領(lǐng)域的客戶提供了一年多的服務(wù)。它裝備了高清攝像頭、熱成像攝影機(jī)和一個(gè)強(qiáng)大的嵌入式照明系統(tǒng)，與此同時(shí)該平臺(tái)還有一個(gè)非常堅(jiān)固的數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)，以確保在視線外和金屬環(huán)境下飛行的時(shí)候仍可以提供實(shí)時(shí)視頻。

人類進(jìn)入密閉空間進(jìn)行檢查是一項(xiàng)危險(xiǎn)的工作，全球每年有成百上千的死亡報(bào)告。使用機(jī)器人代替人類完成危險(xiǎn)環(huán)境下的任務(wù)，是最終用戶和技術(shù)開(kāi)發(fā)人員的共同目標(biāo)?！凹非颉睙o(wú)人機(jī)可應(yīng)用于包括鍋爐、坦克、船只、堆棧和任何其他限制和復(fù)雜的空間的檢驗(yàn)，甚至是完全黑暗的環(huán)境中的檢查工作。

“我們一直在努力尋找資金來(lái)開(kāi)發(fā)我們的搜救無(wú)人機(jī)，而阿聯(lián)酋政府首腦會(huì)議上推出的‘阿聯(lián)酋無(wú)人機(jī)公益應(yīng)用獎(jiǎng)’恰好讓我們可以在一年之內(nèi)以商業(yè)化的形式發(fā)展這一項(xiàng)目。”帕特里克展望道，“有了這百萬(wàn)美元的贊助，F(xiàn)lyability無(wú)人機(jī)公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)將對(duì)‘吉姆球’做進(jìn)一步的改進(jìn)，添加諸如在黑暗和煙幕環(huán)境中紅外成像和更好的室內(nèi)定位等功能，使其能夠飛到任何危險(xiǎn)的地方替代救援人員而挽救生命?！薄?/p>

（編譯自www.engadget.com, uavcoach.com）

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