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無(wú)人機(jī)整機(jī)
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無(wú)人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所（Robotics Institute）最近開發(fā)了一種用于多房間探索的自主空中機(jī)器人新方法。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)旨在幫助應(yīng)急人員在災(zāi)難發(fā)生后快速收集信息，從而更好地進(jìn)行決策。這種無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用背景是全球每年約有100次地震造成的建筑倒塌和其他破壞，需要應(yīng)急人員快速評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)以集中展開救援。
這些自主空中機(jī)器人具備多機(jī)器人協(xié)調(diào)能力，能夠在廢棄建筑內(nèi)進(jìn)行探索。它們利用機(jī)載激光雷達(dá)傳感器（LiDAR）分析周圍環(huán)境的幾何特征，以檢測(cè)并優(yōu)先探索房間內(nèi)的目標(biāo)，如受困人員等。機(jī)器人在距離地面大約六英尺處懸停，轉(zhuǎn)換3D激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)為2D圖像，形成空間布局地圖。該地圖用于識(shí)別結(jié)構(gòu)特征，定位門和房間 。
機(jī)器人通過將門識(shí)別為“鞍點(diǎn)”，能夠快速導(dǎo)航到房間內(nèi)部，避免重復(fù)探索。這種設(shè)計(jì)旨在提高探索效率，最大化每組無(wú)人機(jī)能夠探索的房間數(shù)量。
這項(xiàng)研究由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的多位研究人員共同完成，包括博士生金勝燦（Seungchan Kim）、博士后研究員Micah Corah、高級(jí)機(jī)器人工程師John Keller、副研究教授Sebastian Scherer以及悉尼科技大學(xué)的研究員Graeme Best 。
金勝燦指出，這項(xiàng)研究的關(guān)鍵在于避免探索冗余。由于這是多機(jī)器人探索，機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)和通信至關(guān)重要。每個(gè)機(jī)器人都可以自主決策和規(guī)劃路徑，并與其他機(jī)器人交換信息，確保有效覆蓋未探索的區(qū)域 (CMU School of Computer Science)。
未來展望
這種自主空中機(jī)器人系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用潛力，尤其在應(yīng)急救援和災(zāi)后評(píng)估領(lǐng)域。例如，在地震、火災(zāi)或其他自然災(zāi)害后，傳統(tǒng)的人力搜索可能因危險(xiǎn)環(huán)境和復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)而受限，而這種機(jī)器人能夠快速提供重要的環(huán)境信息，輔助決策者制定救援策略。此外，該系統(tǒng)還可用于工業(yè)檢查、安防監(jiān)控和城市規(guī)劃等領(lǐng)域，幫助提升工作效率和安全性。隨著技術(shù)的成熟和優(yōu)化，這種多機(jī)器人系統(tǒng)有望在更廣泛的場(chǎng)景中發(fā)揮作用。
盡管技術(shù)面臨挑戰(zhàn)，例如復(fù)雜環(huán)境下的導(dǎo)航和通信問題，但研究人員通過使用低計(jì)算量的激光雷達(dá)傳感器而非傳統(tǒng)攝像頭來克服了一些限制，特別是在煙塵和低光條件下的應(yīng)用。
自主空中機(jī)器人技術(shù)為多房間探索提供了一種創(chuàng)新解決方案，顯著提升了應(yīng)急響應(yīng)能力和效率。這一進(jìn)展不僅展示了機(jī)器人技術(shù)在復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用潛力，也為未來的自主系統(tǒng)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨著進(jìn)一步的研發(fā)和實(shí)際應(yīng)用，這些機(jī)器人有望成為各行業(yè)不可或缺的工具。
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