日本开发的新型灾害救援机器人有哪些关键技术？

　　灾害搜救，一直是无人机和机器人一个重要应用领域。日本是一个具有先进机器人技术，同时也是地震海啸灾害频发的国家，最近，大阪大学、神户大学、东北大学、东京大学和东京工业大学的研究人员开发了一种用于灾害搜救的建筑机器人，相对于传统的建筑机械，它可以彻底地提高可操作性和移动性。

　　

　　建筑机器人原型（图片来源于：大阪大学）

　　外观：

　　草图：

　　

　　建筑机器人的概念草图（图片来源于：大阪大学）

　　进行实验时：

　　

　　神户大学的实验平台上垂直推动实验的快照（图片来源于：大阪大学）

　　关键技术点剖析

　　这种灾害搜救建筑机器人，以及其中使用的关键技术，旨在解决传统建筑机械在灾害环境中遇到的各种挑战。以下，我们谈谈该机器人几项具有代表性的基本技术：

　　微调位置和速度，控制高速气缸的压力，以达到目标值，快速稳定地控制大惯性机器。

　　评估每个液压缸的油压，从而衡量多自由度 （DOF）液压传动机器人的外部负载。为了遥控搜救机器人，评估力度，用于力度控制或者力度反馈。

　　

　　使用新型液压控制系统的机器人手臂机器人的动态响应示意图（图片来源于：大阪大学）

　　通过机器人末梢执行器上安装的力度传感器，测量高频振动，向操作员反馈触觉振动。

　　

　　动力反馈系统（图片来源于：大阪大学）

　　

　　使用振动的触觉信息传输系统示例（图片来源于：大阪大学）

　　通过多旋翼飞行器（无人机），飞达操作员选择的地点，获取图像信息。通过电力线路和功率反馈的停机坪，让无人机可以长途飞行和精确落地。

　　

　　被线拴住的无人机（图片来源于：大阪大学）

　　无人机上安装有4个鱼眼摄像头，可实时查看任意地方的俯视图，评估机器人周围的环境。

　　

　　从任意视角获取的建筑机器人的实时可视化结果（图片来源于：大阪大学）

　　机器人使用近红外摄像头，观察长波光线。所以，操作员可以操作机器人评估环境，即使在例如雾或者霾的恶劣天气条件下。

　　

　　正常的可见摄像头和长波红外（LWIR）摄像头在清晰和有雾环境下的对比。（图片来源于：大阪大学）

　　未来展望

　　同时，研究人员在具有代表性的灾害地点，展开了验证实验，目前功能在一定程度上得到验证。除了以上提及的几种技术，研究小组还正在开发另外几项有用的主要技术，努力提高技术性能。他们也在开发具有双旋转机制和双手臂的新型机器人，具有更高操作性和地形适应性。