主题演讲日本东北大学信息科学研究生院教授SatoshiTadokoro…(日本著名演讲)



机器人作为引领世界未来的颠覆性技术,正在创造新产业新业态,推动社会生产和消费向智能化转变,进而深刻改变人类社会生活、改变世界。论坛围绕机器人行业的创新与发展问题展开探讨,旨在推动机器人技术、产品、业态和模式创新的发展,促进机器人在各行业的深度融合,以此不断改变人类的生产生活方式。

在本次论坛上,日本东北大学信息科学研究生院教授satoshi tadokoro表示,通过机器人可以去提高救灾质量、减少救灾成本,所以我们才需要机器人。

以下为日本东北大学信息科学研究生院教授satoshi tadokoro在“机器人发展创新论坛”上的精彩演讲实录。

我给大家讲一下我们的impact项目,这是日本国家政府项目,2014—2018年进行的项目,我是这个项目的主导人。

今天的话题是救灾现场的建筑机器人,这是一个视频,是在日本的东部大地震期间去拍了,我那时候在美国,我那时候把车停在了这里,我的车变成了这里的残骸,这里了机器人起了很大的作用。我们在救灾现场使用了什么样的机器人呢?我们可以把机器人的角色总结为对这个灾情的分析,也就是搜集信息,这就是机器人很大的角色,同时还有减少灾情的损失,就是灾后重建,这也是机器人重大的角色。

我们需要思考为什么使用机器人?因为人类在救灾行动中也起了很大的作用。比如说当人类进不去的地方,比如使高温或者是极端情况下人类进不去的地方,还有一些高风险地区,比如说有爆炸的地方。通过机器人可以去提高救灾的质量或者是减少救灾的成本,所以我们才需要机器人。

但是我们不应该只是考虑机器人对灾情的反应,我们也需要考虑它的准备情况。应急只有几天,几天很难去应用机器人,这个市场更小,但是灾后的重建会连续几月或者是几年。我们需要很好地去考虑它的准备程度,所以这也有了很大的市场。我们也有了国际机器人去用于核电站灾后探索的项目,这是我们的控制站,每一秒都会去拍一帧图像,机器人是从1楼到2楼,机器人往上走每一秒都在拍照,去衡量它的辐射程度,控制得非常的好。我们的公司想要在那个时候让反应堆冷却下来,为了这样做,必须要打开这个阀,或者是去做一些现场的检测,然后去启动这个反应堆,我们承担了这样重大的任务。我们也很高兴这个反应堆也很快被关闭,冷却了下来。

我们必须要一个一个去移出这些阻碍的因素,然后去开发可应用于灾情现场的强劲技术。我们专注于传感器可进入度来解决灾情现场的限制,这就是我们impact项目要解决的挑战。

在地震现场,机器人怎么做呢?左边是地震的现场,是房屋崩塌,这里有几个问题,他们需要进入到里面去解救,我们有几个解决方案,无人机可能会崩塌,在强风或者是大雨的时候没有办法飞行,而狗也很难去做,要解决这个问题,需要通过这个项目来做。

我们的机器人要通过什么来解决这些问题呢?

根据我们的了解,在整个的任务之前,机器人会对任务进行行动,72小时是黄金的营救时间,要去快速响应,也是作为最为重要的要求。同时有一些远程的系统,远程的系统是能够作为半自动化的运营,可以防止任何二次的伤害。同时远程系统需要半自动化的操作,同时有非常好的移动性,防止第二次的损害。

这些是我们的要求,所有的要求都要部署在一个机器人当中,一个机器人要满足所有的要求,这是我们之前所做的建设机器人。这里有人为操作的机器人,我们也做了一些人类操作的机器,但是传统的一些建造机器有相应的问题。首先他们不能做一些非常微小、精细的任务,其次没有环境适配性,第三个是低可靠性。

这是我们所设计的建造机器人,有2.5吨,输出有1.6万瓦,同时有非常大的悬臂,也能够进行相应的监测拍照,同时能够融入各种技术,接下来给大家介绍。

整个建造机器人的核心如图所示,在此情况下,很多时候我们没有办法去用再建的机器,因为有非常大的危险,比如说山体滑坡。那我们怎么去做呢?我们会对山体进行相应的分析,看脆弱的地区,从稳固的地区进行部署。对整个操作环境的适应度要求也非常高,我们需要有足够的传感器,这个传感器需要能够传达出各种各样精细的信息,整个监控也是非常的重要。对于操作者的角度,我们用各种的机器人,同时也需要对各种距离进行非常好的把控。

关于建造的机器人有3个基本的概念, 首先它能够融合高功率,以及非常细致的在恶劣环境下的工作性。 第二个是不断更新迭代,出于本目的,我们要进行非常精细的设计,我们有非常好的水压体系,远程操作的系统,以及抗压的体系,在这些体系的基础之上,有几个传感器系统去获得环境方面的信息。 第三个是有远程操控的端口和界面,也能够预测或者是实时监测各种动态的动作。

我们先来说双悬挂的双壁机器,这是非常好的机器。它是针对于gri的机器,它有两个悬臂,如果这个悬臂由肩部去运转的话,并不足够强大,不能够支撑自己的重量,同时也不能发挥充分的功能,但是这个机器人由臀部延伸悬臂,所以能够装载很重的物体,同时应用到各种各样的环境当中。

这是我们第一次的旋转和第二次的旋转,运作的原理如图所示,它能够进行改变,它能够更变左臂和右臂,它不会重叠,它可以自如运转悬臂,它可以达到几个目的,首先是自如地去决定和运转整个位置,其次是保持悬臂在运转过程当中的稳定性,能够根据各种角度来去进行调整。

出于此目的,我们需要有高气压、高水压操控系统,因为传统的机器没有非常好的运作,同时响应的速度是非常低,但是它有更加高的灵活性,但是承载的负担非常小。我们能够开发出这个系统,是基于高气压的系统。根据我们的研究,我们可以在部分的气压当中保持非常好的功能,它的精确度能够保持5微米,它对于实验级别来说是能够满足实验级别的要求,尽管没有办法进行商业化。

目前来说,它在实验阶段当中是非常惊人的阶段,它能够监测整个任务部署的情况。整个悬臂当中,整个机器人当中有相对的摄像机。整体来说,它能够部署相应的无人机,能够对现场作业进行精确的探测。我们也部署了相应的无人机,监测方面,我们也开发了muav位置技术,用相应的悬臂,如果我们要对某些物体或者是某些物体的位置来进行监测的话,我们可以部署无人机,它能够根据整个操作者的目的进行相应的操作。但是无人机不能在强风的环境当中去飞行。

所以对我们来说,是每秒5—10米的最后速度,在特别强烈的风情况下是没有办法运行无人机,但是我们可以用某些建筑的机器人到特定的环境当中,我们希望能够用多种的摄像机去部署,同时我们也对图像进行了更加精确的捕捉,我们也部署了图像的处理进行,这也是非常热门的技术,尤其是应用到汽车当中。目前来说,它是很难的问题,很难去操控。此情况下,我们是没有办法去观测得非常清晰,因为可见度非常低。

我们的摄像机能够观测到某些象素,但是问题在于,我们能够保持非常高的分辨率,对于lwir的摄像机,它没有办法应对能见度非常低的情况,所以我们用图像校准的技术,这种技术的赋能之下,我们可以对比常规的计算机,对比了之后,用新的技术,尽管整个环境非常多雾,我们也可以精准探测出人和物体的位置。

但是建造机器人是非常笨重的, 我们希望能够去部署相应的传感器到建造的机器人当中。这是我们基本的要求,出于此目的,我们安装了相应的传感器到悬臂当中和某些节点当中,同时也可以部署相应的传感器去传感相应的压力。 这样的话,它能够自动通
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过公式去传达出相应的结果。同时,它的参数是来自于不同的悬臂传感器,这种技术是能够应用到其他的领域当中。

这是关于水泥地上面的对于某些物体的监测情况,他们可以很精确地去预测各种情况。同时,应用这种传感数据,我们可以传达非常好的返回,同时用这个反馈机制,可以对其进行更加高的扫描。数据的反馈也非常的重要,对触觉也是非常的重要,很多时候通过压力应力情况会导致一些物体的形变,未来去监测,触觉方面也充分利用了一些悬臂当中的信号,同时增强相应的反馈,能够反馈给操作员,操作员能够感受整个的触觉。

整个建造的机器人能够完整设计出来,需要有其他的设计系统的配合。我们这里有一个总操控系统,它能够收集不同来源的数据,展示多个摄象头的图像,所以能够很容易地去操纵。

这是我们的梦想,也是我们的理想,我必须说,我们正在达成这个梦想的路上,但是我很高兴,我们能够对于未来的应用,和很多共同合作的研究员一起研发了这样的项目,如果大家对我们的机器人感兴趣,我将会在下一周的澳门会议来做一个演讲,同时会介绍其他的机器人,谢谢大家!

编辑 | 容佩怡 检校 | 汤嘉利 审定 | 吴晨曦返回搜狐,查看更多

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