日本開發(fā)的新型災(zāi)害救援機器人有哪些關(guān)鍵技術(shù)？

　　災(zāi)害搜救，一直是無人機和機器人一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。日本是一個具有先進機器人技術(shù)，同時也是地震海嘯災(zāi)害頻發(fā)的國家，最近，大阪大學(xué)、神戶大學(xué)、東北大學(xué)、東京大學(xué)和東京工業(yè)大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種用于災(zāi)害搜救的建筑機器人，相對于傳統(tǒng)的建筑機械，它可以徹底地提高可操作性和移動性。

　　建筑機器人原型（圖片來源于：大阪大學(xué)）

　　外觀：

　　草圖：

　　建筑機器人的概念草圖（圖片來源于：大阪大學(xué)）

　　進行實驗時：

　　神戶大學(xué)的實驗平臺上垂直推動實驗的快照（圖片來源于：大阪大學(xué)）

　　關(guān)鍵技術(shù)點剖析

　　這種災(zāi)害搜救建筑機器人，以及其中使用的關(guān)鍵技術(shù)，旨在解決傳統(tǒng)建筑機械在災(zāi)害環(huán)境中遇到的各種挑戰(zhàn)。以下，我們談?wù)勗摍C器人幾項具有代表性的基本技術(shù)：

　　微調(diào)位置和速度，控制高速氣缸的壓力，以達到目標(biāo)值，快速穩(wěn)定地控制大慣性機器。

　　評估每個液壓缸的油壓，從而衡量多自由度 （DOF）液壓傳動機器人的外部負載。為了遙控搜救機器人，評估力度，用于力度控制或者力度反饋。

　　使用新型液壓控制系統(tǒng)的機器人手臂機器人的動態(tài)響應(yīng)示意圖（圖片來源于：大阪大學(xué)）

　　通過機器人末梢執(zhí)行器上安裝的力度傳感器，測量高頻振動，向操作員反饋觸覺振動。

　　動力反饋系統(tǒng)（圖片來源于：大阪大學(xué)）

　　使用振動的觸覺信息傳輸系統(tǒng)示例（圖片來源于：大阪大學(xué)）

　　通過多旋翼飛行器（無人機），飛達操作員選擇的地點，獲取圖像信息。通過電力線路和功率反饋的停機坪，讓無人機可以長途飛行和精確落地。

　　被線拴住的無人機（圖片來源于：大阪大學(xué)）

　　無人機上安裝有4個魚眼攝像頭，可實時查看任意地方的俯視圖，評估機器人周圍的環(huán)境。

　　從任意視角獲取的建筑機器人的實時可視化結(jié)果（圖片來源于：大阪大學(xué)）

　　機器人使用近紅外攝像頭，觀察長波光線。所以，操作員可以操作機器人評估環(huán)境，即使在例如霧或者霾的惡劣天氣條件下。

　　正常的可見攝像頭和長波紅外（LWIR）攝像頭在清晰和有霧環(huán)境下的對比。（圖片來源于：大阪大學(xué)）

　　未來展望

　　同時，研究人員在具有代表性的災(zāi)害地點，展開了驗證實驗，目前功能在一定程度上得到驗證。除了以上提及的幾種技術(shù)，研究小組還正在開發(fā)另外幾項有用的主要技術(shù)，努力提高技術(shù)性能。他們也在開發(fā)具有雙旋轉(zhuǎn)機制和雙手臂的新型機器人，具有更高操作性和地形適應(yīng)性。