折叠无人机深入人类禁区 进入雷区内部进行排雷

Illustration: Headlight AI Conceptual illustration of the Prometheus drone mapping a minePrometheus可以大胆地进入禁止人类和其他机器人进入的地方。排查地雷是一项危险的工作。对人类来说,地雷是致命的:容易发生爆炸,甚至排放有毒气体。机器人可以去到人类可能窒息的地方,但即使是机器人,也只能在地雷无法从地表进入的情况下做这么多。现在,英国的研究人员在Headlight AI的带领下,研制出一种可以在黑暗中投射光线飞行的无人机。这架名叫Prometheus的无人机可以通过一个比足球大不了多少的钻孔进入矿井,然后展开双臂在空旷处飞行。一旦到了那里,它就可以用它的有效载荷扫描设备绘制地雷地图,那是人类和机器人目前都无法前往的位置。研究人员希望,这样能使矿井检查更快更容易。Prometheus的团队在11月的《机器人学(Robotics)》杂志上发表了他们的设计。矿井检查似乎是一项特别需要注意的特殊任务,旧矿井可能会坍塌,导致地面下沉并损坏附近的建筑物。这是一个影响深远的威胁:位于英格兰东北部的岩土工程公司GeoInvestige估计,英国所有建筑中约有8%面临着来自该国地表附近数千座废弃煤矿中任何一座的风险。它也对公路和铁路等交通运输构成威胁。事实上,Prometheus得到了英国国营铁路公司(Network Rail)的支持,后者负责运营英国的铁路基础设施。如此严重的危险意味着旧矿井需要定期检查。为了进入传统轮式机器人(如DARPA SubT中的机器人)无法进入的深度,现如今检查员们需要在矿井中钻孔,并将扫描器探入到黑暗中。但这可能是一个艰难的过程,而且往往毫无结果。检查一个矿井的整体可能需要多个钻孔,但这仍然不足以绘制出完整的图片。地雷是锯齿状,迷宫般的地方,许多空隙可能看不见。此外,许多老矿山的地图并不完善,所以很难判断进入它们的最佳位置。Prometheus可以绕过这些挑战。检查员可以把Prometheus拴在一个对接装置上,放在一个钻孔里。一旦进入矿井,无人机就可以脱钩并四处飞行,使用目前矿井检查中常见的激光雷达扫描仪生成未知空洞的3D地图。Prometheus可以自主地飞越矿井,利用红外数据绘制自己的航向。还有一些无人机可以在地下飞行,但它们要么太小,无法携带相对较重的扫描设备载荷,要么太大,无法轻易装下钻孔。Prometheus的独特之处在于它能够折叠手臂,让它能够挤压对手无法挤压的空间。西弗吉尼亚大学机械和航空航天工程教授Jason Gross说,正是这种折叠并进入钻孔的能力使Prometheus与众不同。Gross称Prometheus为“一个令人兴奋的想法”,但他确实注意到,Prometheus的飞行窗口相对较短,除了扫描之外几乎没有其他能力。研究人员在英国Shrewsbury附近的一个地下室和一个旧矿井进行了多次成功的试飞。Prometheus不仅能够绘制出自己的空间地图,无人机还能够在一个未知的区域绘制自己的航向。研究人员的下一步,根据Headlight AI的联合创始人Puneet Chhabra所表示,将是测试Prometheus在实际矿井中展开的能力。之后,研究人员计划在2021年底进行全面试飞。

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