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拆弹机器人是如何搞定地雷、炸弹的?

2016/7/15 18:18:01来源:网易科技作者:小小责编:望山评论:

据BBC报道,机器人可以走上人类害怕踩中的地方。在机器人的诸多应用中,拆弹无疑是最危险的任务之一,危险潜藏在拆弹过程的每个动作中。拆弹机器人已经被用于安全拆除爆炸装置40多年,它们已经执行过成千上万次的拆弹任务。然而,“拆弹机器人”这个词汇是个误称,因为它们并非是真正意义上的机器人。

在牛津英语大词典中,机器人的定义是能够自动执行连续复杂任务的机器。而拆弹机器人不能根据情境做出决定,也无法自主操作。相反,拆弹机器人更准确的定义应该更像无人机,因为它们需要人类操作员远程控制。

在英国军队中,操作这些机器人的人被称为远程“拆弹专家”或“炸弹医生”。他们可以操作机器人对爆炸装置进行近距离检查,不会让自己或其他人陷入危险之中。检查之后,机器人还可以拆除炸弹。拆弹机器人不仅可以拆除炸弹,还可以拆除任何可能引爆的装置,包括地雷以及未爆炮弹等。

最早的拆弹机器人包括Wheelbarrow Mark 1。1972年,英军中校彼得·米勒(Peter Miller)想到绝妙主意,利用电动独轮车的底盘拖动可疑装置,比如汽车炸弹,以便于在不造成人员伤亡的情况下安全引爆。可是,原型Wheelbarrow Mark 1很难操作,为此英国彻特西军用车辆工程研究所对其控制和追踪系统进行改进。此后,米勒为Wheelbarrow Mark 1增加了罗伯特·帕特森少校(Robert Patterson)研发的高压水射流设备,让其可以瘫痪炸弹,而非简单将它们拖走。

现代拆弹操作的关键是去除爆炸装置的引线,让炸弹处于无法引爆状态,拆弹机器人通常通过携带的高压水射流切断电线实现这个目标。爆炸装置通常需要电源引爆,阻断电线意味着其电路遭到破坏,从而无法引爆。可是,有些装置还有备用系统,若炸弹受到改动即会发生爆炸。这就是为何拆弹通常需要机器人进行的原因。

英国军方发言人称:“当他们操作机器人时,他们会寻找如何使用高压水射流。如果炸弹的电线断开,证明炸弹已经安全,至少人类可以上前进行检查。”

操作人员在安全距离外控制拆弹机器人,通过机器人身上携带的摄像头,他们可以看到机器人看到的东西,摄像头会将机器人的视觉影像传到操作人员的显示器上。通常情况下,机器人的前端安装有摄像头,操作员可以看到机器人的行进方向。机器人的制动器臂上也安装有摄像头,可提供其周围区域更广泛的视角。

原始的拆弹机器人需要许多绳索控制。但随着技术进步,电信电缆可被用于向机器人的电子系统传输指令。可是,电缆只能为拆弹机器人提供有限的操作半径。此外,电缆也可能与目标对象纠缠起来,就像使用真空吸尘器或橡胶软管那样。

现在,大多数拆弹机器人都通过无线通信系统控制。尽管这大大增加了它们的操作范围,但也可能导致它们遭到黑客攻击。爱丁堡机器人中心主任赛苏·维佳亚库马教授(Sethu Vijayakumar)说:“通常情况下,你没有瞄准线,只能用手扔出拆弹机器人,因此你可能不需要脐尾相随。在这种情况下,它们与无人机更像。”

自从诞生以来,拆弹机器人的设计已经发生翻天覆地的变化,但其核心思想依然保持未变。随着技术进步,拆弹机器人变得越来越小,功能越来越强大,但其依然需要人类控制,并配有用于处理可疑装置的手臂。

从移动性能方面来看,拆弹机器人配有类似坦克的链式履带,有的也配有6个以上的轮子。这令拆弹机器人可以翻越崎岖地形,有的甚至可以爬楼梯。拆弹机器人的手臂令其变得多才多艺。大多数拆弹团队都携带可以配合拆弹机器人使用的不同工具,这令机器人可绕过不同障碍,包括使用线切割机切断铁丝护栏等。

鉴于拆弹机器人主要在各种恶劣环境下操作,它们需要能够抵御相当程度的伤害。维佳亚库马教授说:“大部分成本用于制造电子元件和传感器,以便机器人能够适应恶劣环境。”

拆弹机器人形状大小各异,包括能够携带士兵背包并将其扔到建筑顶部的小型背包机器人,可乘坐在割草机上、配备X射线装备和爆炸探测器的机器人等。最初,这些机器人的控制十分复杂,需要接受特殊训练。但是现在,游戏机控制器可被用来操作它们。维佳亚库马教授说:“在这样的高压环境下,前提是确保控制尽量直观和简单。你可以添加复杂功能,但定要确保外行而非机器人专家控制它们。”

随着机器人和遥控技术的进步,拆弹机器人适应周围环境的能力将越来越强。许多正在研发的原型拆弹机器人能够翻墙,有两只手臂的拆弹机器人将更大灵活,比如可以打开汽车后备箱查看。

此外,科学家们还在研发特定功能的机器人。它们可以组队行动,比如有的可以嗅探爆炸物,有的则专门负责拆除。随着拆弹机器人技术的改进,它们挽救的生命也将增加。维佳亚库马教授说:“机器人利用的一个目标领域就是进入危险环境。机器人可以进入,而人类在安全距离外操作,最糟糕的情况只是损失机器人,而非人类生命。”

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关键词:机器人炸弹

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