@ 2014.10.12 , 16:00

球形水下缉私机器人

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机场进进出出的旅客随身携带的拉杆箱和大包小包一直是机场安检的重头,机场通过贴标签、X光扫描甚至开箱检查的方式确保乘客没有携带危险物品。不过其它交通方式就不会进行如此严格的安检,这也为某些人提供了可趁之机。

“在码头进行安检真的很困难,”麻省理工学院的机械工程专业本科在读学生Sampriti Bhattacharyya说,“要怎对所有东西都检查一遍?”检查员需要巡视甲板下所有的客舱和储藏柜,确保没有藏什么不该藏的东西。

今年九月初,她和导师,麻省理工学院的工程学教授Harry Asada在参加国际智能机器人和系统大会时提出了一种全新的解决方案。他们提出的就是名为Ellipsoidal Vehicle的检查探测机器人(简称EVIE),这是个足球大小利用超声波技术探测是否藏有走私物品的的水下机器人。

通常来说走私者会在船体中的秘密隔舱中藏匿货物,这种隔舱一般都比较小,而且港口安检没有设施和时间对每一艘船进行检查。不过EVIE自带的超声波技术能探测到船体的空腔,如果发现空腔,很可能就是走私者用来藏匿货物的隔间。

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EVIE的直径大概在八英寸左右(合20厘米左右),塑料的身体被分成两个部分。上半球内装有六个喷水推进装置,EVIE可以按每小时2英里(约合3.2公里)的速度前进,下半球为防水结构,其中安放了所有的电子元件——电池、运动传感器、中央处理器、无线电台和摄像设备。开发团队将球型机器人的底部做成一个平面,这样EVIE可以对抗河床海床的水流。现在机器人已经可以实现遥控,但是研究人员认为有朝一日机器人应该可以通过编程实现自动工作。

一开始研究团队本打算将机器人用作探测核反应堆水箱状况,总的来说EVIE是用来对人类无法到达或是对于人类来说不安全的地区进行探测。由于采用了隐形推进系统,EVIE很适合进行秘密搜寻工作。普通的螺旋桨会形成可见波浪,所以研发团队用六个水下喷射装置解决了这个问题。Bhattacharyya说机器人射出的喷流在水下根本看不见。

机器人的控制方案极为灵敏,这既是好事也不是什么好事。高度的可操控性可以让操纵人员尽可能靠近船体,但是也难以保持精确的距离,很难以直线行驶。团队还需要改善机器人的控制机制,找到如何在粗糙表面移动的方法,要知道船体表面不都是平整的,上面布满了许多藤壶。使用超声波进行探测,机器人必须和船体表面直接接触,至少也要在保持恒定距离才行。

目前团队正在静水中测试如何让机器人和船体保持规定距离。通过使用水动力缓冲装置,机器人和船体可以保持固定距离。

Bhattacharyya解释说,如果表面不平坦,但是时间已经不够需要进行快速扫描,机器人会选择和船体保持一个固定距离,随后在某点停住用超声波对其中的内容进行扫描。

原型机已经引起了军方的兴趣,美国空军特战部队军官Nathan Betcher说自己对这套系统很感兴趣,他认为EVIE机器人可以用于国内海事作业,包括探测各种走私危险品,发现船体水下结构的应力伤等等。

目前该设备由锂电池驱动,每次充电可以运行四十分钟,足够检测数艘船体。Bhattacharyya希望在下一代产品中将电池寿命延长到100分钟。
本文译自 Smithsonian Mag,由译者 王大发财 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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