水陸機器人 勇往前人未至之境

作者 | 發布日期 2015 年 02 月 19 日 20:00 | 分類 機器人 , 環境科學 , 自然科學
guardbot robot

人型機器人之所以要做成人的樣子,往往是因為要符合我們人類使用時的觀感。但事實上很多取代真人做危險工作的機器人,都不是人的長相,有的長得像一顆球,有的則像是動物,而且具備水陸兩用功能的機器人還不必擔心呼吸問題,可以長時期待在水中甚至水壓超高的深海、那些前人未至之境,為人類探測自然環境帶來重大貢獻。



瑜珈球機器人可偵搜巡邏

「瑜珈球機器人」只是看完影片的感想,它現在的名稱叫「警衛機器人」(GuardBot),但不可否認,中間黑色橡膠材質部份真的很像我們常見到配合體操的那種又大又有刺的橡皮球。

在影片中,美國海軍陸戰隊用它試驗做為水陸兩棲偵搜用途。它的原始用途其實是計畫用在火星表面的探測上,但因為是水陸兩用,海陸便拿來研究是否可以幫助作戰,不論是守勢的日常巡邏或是攻勢的偵察,「警衛機器人」都有它的優點在:體型比人要矮小得多。它在陸地上時速為六公里,在水中則是三公里;充電一次可以運作八小時;它兩端的透明罩子裡都是攝影器材,因此就像變色龍一樣,視野幾乎是三百六十度。此外,它還有雷射光譜儀,可以偵測跟炸藥相關的化學物質,可以避免讓人直接接觸到爆裂物。

snakebot.png amphibot

(圖片來源:EFPL)

水蛇機器人追查污染源

我們一般看到的機器人就如字面意義,大半具有人形,而且多半都是在陸地上使用。瑞士洛桑聯邦理工學院 (EPFL) 研發的一款機器人,既不是人形,也不光是在陸地上行動─事實上,在水裡可能還更悠游自在。

以下這段影片是這款叫「兩棲機器人 3 號」(amphiBot III) 的運作片段。在風光明媚場景中,水中竟然有條蛇,還依稀聽到有人尖叫。但,那真的是蛇嗎?

這隻大約一公尺長,身體呈現黑黃色相間的,看起來真的很像蛇或是鰻魚。這款機器人也是有故事的,EPFL 設計的原始目的是給生物學家研究蛇或兩棲動物的神經系統,但現在它有了新的使命:追蹤淡水湖中的污染情形,它也因此有了新的名字:Envirobot,正好結合環境 (Enviroment) 與機器人 (Robot) 兩字。研究團隊計畫未來幾年內把它放進日內瓦湖試驗,偵測到的數據將傳送到手機,或透過無線網路傳送到研究者的儀器上。

sn-submarineH AUV robot

(圖片來源:Klaus Meiners, AAD (image) and Peter Kimball, WHOI (post-processing))

海床機器人量海冰厚度

傳統的深海探測往往都是一個人坐在一個超小型潛水艇裡,不斷下潛到人類潛水無法達到的危險深度。因為有人在裡面,潛水艇的設計必須要有安全考量,資源分配給水下探測部份就有限。具有程式自動控制的「自主水下載具」(Antonomous Underwater Vehicle, AUV),無需人力操控,可長時間待在水底作業,成為現代水下探勘的新寵。

為了一窺南極海面上浮冰到底因為氣候變遷縮小還是變大,也許傳統的衛星探測資料可以說明,但浮冰的厚度就難說了,這時 AUV 就可以幫上忙。一篇刊登在「自然 地球科學」(Nature Geoscience) 的研究,介紹了一款叫做「海床」(SeaBED) 的機器人,潛到浮冰底下,利用上探聲納 (upward-looking sonar) 去描繪海平面下浮冰的形狀。「海床」是一具兩公尺長、上下各一個艙室的雙船體 AUV。

根據這個團隊的探測結果,水下浮冰的外形很崎嶇,而且浮冰的厚度比過去想像的要厚得多,這對科學家如何評估海冰的動態及在暖化氣候中的影響,有很大幫助。

(首圖來源:GuardBot)

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