ファインダー、キーパー：捜索救助ロボットが進化する

2016年の激しい地震の後、Ivana Kruiff-Korbayova博士は、小さな赤い靴を見つけました。 “ほとんど何も立って残っていなかった”と彼女は覚えている。 “そして、角を曲がったところには、小さな庭でブドウとトマトが熟していましたが、誰もそれらを収穫するために残っていましたか？”

ドイツ人工知能研究センター DFKIのtalking robots groupの責任者として、彼女はイタリア中部の丘の上の町や村のラインを荒廃させ、295人が死亡し、4,000人がホームレスを残した地震を受けて、彼女の実験的なロボット技術を使用するように短期間で呼び出された。 アマトリス、”あなたが休日に行くだろう絵のような村のようなもの”は、最悪のヒットし、町の主に歴史的建造物の半分が崩壊しました。 イタリアの丘を通る道路全体が落ちていて、通りは認識できませんでした。

Kruiff-Korbayovaと彼女の仲間の研究者は、地震が発生した1週間後にイタリアの消防士と協力し始め、「これ以上の生存者を見つける希望がなくなったとき」、緊急サー 二つの中世の教会はガタガタでしたが、まだ瓦礫の中に立っていました,そして、EUが支援TRADRプロジェクトに取り組んでチーム(ロボット支援災害対応のための)支援するために、ヨーロッパ各地から旅しました. 建物が破損しているとき、彼らは横に倒れるか、パンケーキフラット-、さまざまな方法で崩壊する可能性があり、詳細なrecceは、専門家が計画を立てるのに役立

入るのは簡単ではなかったが、チームの地上ロボットは瓦礫を横断してオペレータの視界から教会に入り、内部を歩き回り、既存の建物の詳細な3Dモデルを構築するために使用した画像を撮影することができた。 “彼らは大きく損傷し、割れた壁、崩壊した天井やほこりや瓦礫どこでもされました。”

ドローンは、地上ベースのロボットと教会に入る別のドローンのライブフィードで写真を補完しました。 “私たちはこれまでにこれをやったことはありませんでした”とKruiff-Korbayova氏は言います。 「私たちは複数のロボットを同時に使用しましたが、このような緊密なチームコラボレーションでは決してありませんでした。”

毎年、自然災害は約90,000人を殺し、世界中の160万人近くに影響を与えます。 災害が発生した後、捜索救助チームは、できるだけ早く生存者を見つけることが重要であることを知っています–遅延が長いほど、より多くの命が失われ

“命を救うことができると信じているなら、より大きなリスクを取るだろう”と民間の火災コンサルタントのAndy Elliottは言う。 火災の後、建物は壊れやすく、水が損傷し、崩壊する傾向があります。 狭い場所には、ガスや電気が生きているか、アセチレンなどの危険物が存在する可能性があります。 「正確なリスク評価が必要です」と彼は言います。 “損傷した建物は危険な場所です。”

英国の多くの消防サービスは、すでにイベントを追跡するために無人偵察機を使用している、とElliott氏は述べています。 ドローンは、あまりにも、自然災害の影響を中継–昨年8月、航空写真はハリケーンドリアン後のバハマの荒廃を示しました。

2019年4月、カメラを搭載した無人機が、パリのノートルダム大聖堂を襲った炎の詳細をリアルタイムで中継し、炎の激しさと広がり方に関する重要な情 コロッサスと呼ばれる遠隔操作のロボットは、ゴシック様式の建物の内部に水を噴霧し、消防士が木材を転倒させる危険性を避けました。 最大1m/sで移動するシャークロボティクス製のロボットは、オールラウンドの高精細ビジョンと赤外線画像を備えたカメラとモーター付きの放水砲を搭載していた。

地面を突くために災害ゾーンにロボットを取得することは意味の偉業ではありません。 あなたがロボットであるとき、世界は障害物でいっぱいです。

ドローンは緊急サービスで頻繁に使用されますが、限られたスペースで飛ぶのに苦労し、多くを運ぶことができず、バッテリ寿命によって制限されています。 土地ロボットは階段、瓦礫やドアの開口部と戦います。

“ロボットヘビは狭い空間の問題を解決する方法です”と、ウォリック大学のWarwick Mobile RoboticsのディレクターであるEmma Rushforth博士は述べていますが、作成するのは非常に複雑です。”

彼女のロボット学生は災害ゾーンの危険性に精通しており、災害ゾーンの瓦礫の中で生存者を見つけることを目的として、ロボットアームを装備したキャタピラー追跡ボットを改良している。 彼らのボットは縁石や階段を登り、泥を通って移動することができます。 その設計者は、検索と救助ロボットがいくつかの厳しいシナリオに取り組む国際的なロボットイベントであるRoboCup Rescue Leagueでその腕前をテストします。 “年々、私たちはそれを改善しようとしていますが、困難は計り知れません。”

見えないものを運転するのは難しい。 オペレータはロボットによって中継される視覚資料に頼り、適度な信号を要求する–それは厚い瓦礫または地面の下で常に可能ではない。 インテリジェントな自律的なものを行うために必要なコンピューティングに電力を供給するだけでは課題です”と彼女は言います。

2011年の津波で損傷した日本の荒廃した福島第一発電所の中でロボットが映画に挑戦している間、放射線は信号で大混乱を演じています。 しかし、災害地帯を通って通信ケーブルを引っ張ることは、あまりにも困難をはらんでいる、と彼女は言います。 バッテリー、モーター、材料の進歩は、最終的にそれらを目的のために適合させるために捜索救助ロボットを洗練するのに役立ちます。

しかし、最大の問題のいくつかは、ロボットが水に遭遇したときに起こります。 Auke Ijspeert教授はこれをよく知っています。 彼はスイスのEPFL（École Polytechnique Fédérale de Lausanne）のバイオロボティクス研究所の責任者であり、計算神経科学と機械学習の専門家です。

8年間、Ijspeertと彼の同僚は、自然界に触発された水陸両用ロボットを構築してきました。 そして、サンショウウオの歩行と水泳の動きを研究した後、彼のチームは、”pleurobot”を設計するためにそれらを使用して、ロボットの形で自然を模倣するアルゴリズ “それは非常に堅牢です。”そして、pleurobotは本物のようにuncannily歩いて泳ぐ–それはオーダーメイドのドライスーツを必要としませんが。 「防水、防塵、頑丈にすることは、サイズと重量の間の適切なトレードオフを見つけることと同様に、挑戦です。”

Ijspeertは、スイスの捜索救助チームに同行し、廃墟となった建物を完備した現実的な訓練場で定期的な訓練を行い、瞬間の暑さの中で緊急乗組員が必要とするものを理解しようとします。 「救助チームを置き換えるのではなく、人間や犬にとって危険すぎるときにそれを補完したいのです」と彼は言います。

ロボットは、詳細な3Dマップを構築するためのデータを収集し、生存者を検索するために赤外線カメラを使用し、双方向通信のための輸送リンクさえ “私たちのロボットは、水と薬を運ぶことができるようにペイロード機能を持っています”とIjspeert氏は言います。

pleurobotは学術的な努力の多くですが、EPFLのインテリジェントシステム研究所のIjspeertのロボット工学の同僚の何人かは、実用的なアプリケーションの開発に忙しいです。

‘将来的には、救助チームがより速く、より安全で、より効率的になるように支援したいと考えています。’

任意の検索と救助の専門家があなたを教えてくれるように、瓦礫とタイトな絞りは、生存者のための検索を妨げます。 彼らの翼を折ることによって狭い隙間を絞る鳥に触発され、EPFLとチューリッヒ大学のロボット工学者は、狭いチンクを通過するように形状を変更する これはそれが限られたスペースで操縦するようにする。 4つのプロペラを装備した4つのアームは独立して動くことができ、制御システムは重心が移動するにつれて推力を調整し、無人機は安定したままである。 将来的には、チームは、「その建物に入り、すべての部屋を検査してから戻る」などの指示に対応するのに十分な自律性を備え、より適応性が高くなることを期待しています。

ドローンを操作するための緊急クルーの訓練はサービスにとって余分な頭痛であり、EPFLの科学者は、オペレータが身体の動きと車輪の腕でドローンを物理的に”飛ぶ”ことができる”フライジャケット”の実行可能性を研究している。

スイスの研究所から来たもう一つの明るいアイデアは、ヤモリや昆虫の足に触発されたウインチと把持技術を使用して、体重の40倍以上の物体をシフトさせることができる小さな無人機です。 一緒に働いて、これらのマイクロ引っ張りのロボットはドアを開けるためにドアハンドルを投げ縄できます。 または昆虫の翼に触発された無人機-飛行時に剛性を保つために構築されていますが、衝突時に屈曲することができるので、損傷を制限します。

いくつかのデザインは恥ずべき実験的であるとIjspeert氏は述べていますが、飛行ロボットの艦隊を与えるためにどのくらいの自律性、彼らが必要とする状況意識、人間がそれらとどのように相互作用するか、浸水した地下室や崩壊した床にどのように対処するかなどの重要な問題に取り組んでいます。

“将来的には、救助チームがより速く、より安全で効率的になるよう支援したいと考えています。”

ロボットが人間ができない場所に到達している間、彼らはまだ救助犬のための一致ではありません。 “科学は追いつくために行くには長い道のりを持っている、”その犬はネパールと日本の地震の中で動作するように飛行されたハンプシャー火災と救助犬 “消防隊はそれらをバックアップする大規模な技術を持っていますが、犬はまだ最初の好ましい呼び出しです。「彼の犬は、2016で使用されなくなったDidcot発電所が崩壊したとき、そして2012でDorsetの落ちた崖の周りで、そしてもっと多くの事件で、生存者のために嗅ぐのに使

“犬は数分で消防士のチームが数日かかるものを検索することができます”と彼は言います。 “彼らの嗅覚は驚異的です–彼らはオリンピックサイズのスイミングプールに溶解した砂糖の半分のティースプーンを検出することができます。”科学者たちは、災害現場にロボットを輸送するために犬を使用して実験し始めている–Furnissは、瓦礫を介して送信することは問題だったが、ライブ信号を

緊急サービスが実際に行われているのを見て、Ijspeertと彼の同僚は楽観的だが現実的である。 “ロボット工学のコミュニティでは、私たちは非常にナイーブになることができます。 そして、私たちは救助コミュニティによって達成されている驚くべきことに直面して謙虚でなければなりません–私たちは彼らを助けますが、私た”