Роботы-спасатели для помощи людям при авариях и катаклизмах

Содержание:

  1. Роботы-спасатели при землетрясениях и авариях техногенного происхождения
  2. В помощь шахтёрам
  3. Роботы-пожарные
  4. Спасатели на воде и на суше
  5. Заключение

Введение:

Мы живем в мире природных, техногенных, социальных и других опасностей, которые часто угрожают нашему здоровью и жизни. Каждый день газеты, радио и телевидение сообщают нам об очередных авариях, катастрофах или стихийных бедствиях, из-за которых погибли или пострадали люди. При возникновении чрезвычайных ситуаций люди проводят аварийно-спасательные и другие неотложные работы, направленные на спасение жизни и сохранение здоровья людей, а также на снижение размеров ущерба окружающей среде и материальных потерь. В современном мире с техническим развитием человечество научилось избегать бедствий, изобретая всё новые и новые средства защиты от негативных факторов. Вместе с характером чрезвычайных ситуаций изменился и способ их ликвидации, проведения спасательных работ. Технологические достижения в области аварийно-спасательных работ представляют собой роботизированные технологии, которые могут в автономном режиме проводить поисково-спасательные операции при авариях как техногенного, так и природного происхождения. Представьте, что вы находитесь в здании, которое обрушилось. Оказавшись в ловушке под тоннами неустойчивых обломков, вы ощущаете, как медленно начинает поступать запах газа и он усиливается с каждой минутой. Кажется, шансы, что вас спасут вовремя, сокращаются до минимальных. И в этот момент, когда вы лежите неподвижно, механическое устройство пробирается прямо к вам сквозь щели, слишком узкие и опасные для человека. Как только вы вдыхаете кислород, доставленный этим необычным существом, ваше точное местоположение передается команде спасателей, и они начинают выполнять операции по вашему освобождению. Это не футуристический сон, а вполне реальные устройства. В этой статье мы разберёмся в разнообразии, особенностях и эффективности роботов-спасателей.

Роботы-спасатели при землетрясениях и авариях техногенного происхождения:

В то время, когда СМИ постоянно сообщают нам о различных прототипах двуногих японских гуманоидов, всё большего применения в городской среде набирают ползающие, карабкающиеся и бегающие роботы, которые спасают жизни людей. Роботы способны быстро действовать в непредсказуемой и опасной среде. Их системы видения, связи и движения работают в самых напряженных условиях дыма, пыли и огня в зоне бедствия. Сейчас роботы-спасатели чаще всего применяются в чрезвычайных ситуациях геологического происхождения. Большое число передовых разработок посвящено именно теме землетрясений. Как оказалось, это не паранойя, а вполне адекватная подготовка к форс-мажору, которая уже позволила спасти огромное число жизней. Во-первых, необходимо обеспечить здание безопасностью. Это означает, что входя во внутрь, необходимо убедится, что оно внезапно не обрушится. В наше время с этой задачей могут справиться крупные роботизированные транспортные конструкции. Робот Tmsuk Т-52 Enryu появился на свет ещё в 2004 году, его название переводится с японского как «дракон-спасатель». Стоит отметить, что данная метафора довольно точно отражает свойства машины: крупные габариты и предназначение участвовать в спасательных миссиях. В комплекте с большими размерами робота представлен и его солидный вес, составляющий 6 тонн, а грузоподъемность каждой из его конечностей достигает 500 килограмм. Робот может поднимать и устранять обломки зданий и таким образом помогать находить людей под завалами.

Следующее задание спасателей – найти выживших. Собаки, конечно, являются подходящим способом поиска, но они могут служить на короткий период времени и другие работы должны быть приостановлены, чтобы не мешать животным. Собаки также не всегда смогут проникать в труднопроходимые места. Это те случаи, когда миниатюрные роботы, оснащены камерами и датчиками для обнаружения признаков жизни, могут помочь в значительной степени. Небольшая тележка на гусеницах, робот Cougar10-LTM способен видеть сквозь стены и также находить людей под руинами. Благодаря передовым радарным технологиям, устройство способно видеть не только движущихся людей, но и потерявших сознание и лежащих на полу. Помимо радара у робота есть набор видеокамер дневного и ночного видения. Робот применяется как во время поисково-спасательных операций, так и для обнаружения захватчиков и террористов внутри зданий.

Змееподобный робот Snakebot способен с легкостью проникать в здание, сквозь узкие проходы и снимать обстановку в режиме реального времени. Тело робота покрыто щетками с нейлоновым ворсом; вращение этих щеток обеспечивает движение машины. А поворачивается «змея» при помощи соединений в передней части, там же расположена и камера. Такой робот сможет пробраться практически под любыми завалами. Благодаря ему, спасатели будут точно знать, что там происходит. Тем более, что длина Snakebot составляет порядка 8 метров. Подобные устройства могут применяться для исследования обломков и поиска людей, пострадавших после обрушения лавины.

После нахождения выживших людей, выплывает следующая задача – поставить им воду и пищу, а также средства связи с поверхностью. Эта задача достижима небольшими роботами-трансферами, например TARDEC, которые также способны проникать в труднопроходимые места и нести на себе полезный груз, обходя препятствия. Наконец, выживший должен быть эвакуирован. Поднять тяжеленные бетонные глыбы над хрупкими телами людей – это задача, которая является самой сложной даже для самых опытных мясников, но роботы могут с лёгкостью обнаруживать и поднимать обломки зданий весом до тонны. Благодаря трём парам колес, робот Tamiya может двигаться по очень сложным поверхностям, преодолевать препятствия, которые непреодолимы для обычных спасательных средств. Его дистанционное управление способно позволить ему подбирать и перемещать объекты. Робот может разламывать бетонные заграждения, растаскивать руины и выполнять другие действия при помощи сменных различных приспособлений. Российский современный многофункциональный робот МРК-35 создан для выполнения спасательных работ в подразделениях МЧС России.

В обязанности робота входят:

  • визуальная разведка
  • газовая, химическая и радиационная разведка местности
  • проведение аварийно-спасательных работ в условиях химического заражения и в зонах повышенной радиоактивности
  • поиск, эвакуация и уничтожение взрывных устройств
  • транспортировка предметов.

Раз уж мы заговорили о радиационной разведке местности, стоит отметить, что после аварии на АЭС Фукусима-1 (11 марта 2011), вопрос ликвидации последствий катастрофы остро встал перед спасательной службой. В связи с опасностью заражённой среды японская компания Honda продемонстрировала новую модель своего знаменитого человекоподобного робота ASIMO. Гуманоид может оценивать окружающую среду, взаимодействовать с ней и даже предсказывать действия людей. Робот может передвигаться со скоростью до 9 км/ч и предоставлять данные о состоянии окружающей среды. Робот Quince, разработанный университетами Тиба и Тохоку, уже успел зарекомендовать себя в работе на АЭС Фукусима-1. Это единственный японский робот, нашедший применение в ликвидации аварии. Он способен пробираться через самые сложные завалы, передавать на удалённый компьютер изображение, отснятое в условиях плохой видимости и почти в полной темноте, делать замеры радиации и уровня воды, а также брать пробы радиоактивной воды и пыли из подземных помещений энергоблоков.

На Фукусиме также был применён робот-разведчик KOHGA 3. Робот смело вошел в разрушенное здание и провел разведку в режиме реального времени о сложившейся ситуации. Аппарату приходилось преодолевать препятствия с помощью трех камер наблюдения, при помощи манипулятора разгребать мусор и различные другие объекты,а датчики газа и радиации передавали свои сообщения в режиме реального времени. Кроме перечисленных устройств для ликвидации аварии на АЭС используются так называемые киберкостюмы или экзоскелеты. Компания CYBERDINE представила на выставке усовершенствованный робот-киберкостюм HAL (Hybrid Assistive Limb), переделанный в рекордные сроки под нужды ликвидаторов аварий. Его предшественник был создан для облегчения передвижения пожилых людей и людей со слабыми двигательными способностями. Костюм не просто поддерживает тело человека во время движения, но фактически берет на себя работу ослабленных или атрофированных мышц. Это крайне необходимо для ликвидаторов аварии на АЭС, потому что им часто приходится присутствовать в особо радиоопасной среде и поднимать тяжёлый груз.

Такие антропогенные катастрофы, как Чернобыльская авария (26 апреля 1986 года) могли бы обойтись без такого количества жертв и ущерба, если бы во время ликвидации последствий аварии использовались роботы. Ведь они могли бы проводить поисково-спасательные операции в местах, охваченных огнём и в других ситуациях, где люди-спасатели были беспомощны.

Роботы помогающие при аварии на шахте:

Работа шахтёра считается одной из самых трудных и самых опасных профессий. Взрывы газа, затопления, осыпи и завалы – всё это часть нелёгких будней горнорабочих. После взрыва на шахте спасателям необходимо время на оценку масштабов аварии, на построение плана спасения пострадавших, а ведь за это время люди могут погибнуть. Сразу спустится в шахту спасатели тоже не могут, так как есть опасность обострения ядовитых газов, затопленных участков и неустойчивых конструкций. В этом деле применение роботов крайне необходимо. В августе этого года специалисты Sandia National Laboratories представили специального робота Gemini-Scout Mine Rescue Robot. Хотя робот не сможет вытащить на поверхность людей, зато сможет доставить в разрушенную шахту продукты питания и медикаменты. Робот имеет гусеницы для передвижения по практически любым поверхностям, датчики, распознающие опасные вещества в воздухе и камеру, транслирующую изображение на удаленный компьютер. Камера помогают устройству обнаруживать живых людей в завалах.

Тот же восьмиколесный QUINCE, который используется во время проведения спасательных операций в зоне радиации, также сможет доставлять оказавшимся под завалами людям средства связи, воду и пищу. Одним из преимуществ робота является то, что он оснащен инфракрасным сенсором и датчиком, улавливающим содержание углекислого газа. На помощь горнякам придёт и робот-спасатель V2. Оборудованный мощным манипулятором и осветительными приборами устройство может пройти до полутора километров в опасных для человека туннелях, вызволяя пострадавших от аварии.

Роботы-пожарные:

Пожары — это неконтролируемое распространения огня, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью людей, интересам общества и государства. Возникают пожары как по вине матушки-природы (степные, торфяные), так и по вине самого человека, что происходит чаще всего. В горящем помещении очень трудно пожарным найти и вызволить потерпевших. Поэтому логично, если работу пожарных-людей возьмут на себя пожарные-роботы. И подобные устройства существуют. К примеру, робот SACI заливает огонь водой и пеной, разгребает горящие обломки и исследует задымленные помещения.

Существуют также роботы, которые занимаются эвакуацией людей. Оснащенный четырьмя гусеницами робот из Йокогамы способен вывезти из рушащегося горящего здания человека весом до 110 кг, преодолевая при этом любые препятствия в виде обгоревших балок и обломков бетона. При этом машина призвана не только защищать эвакуируемого человека от огня, но и отслеживать его состояние. Эта функция реализуется с помощью датчиков пульса, давления и ряда других медицинских параметров, которые устанавливаются внутри аппарата. В помощь пожарным используется также роботизированный шланг Anna Konda. Длина робота составляет 3 метра, а вес — 70 килограмм. Он подключается к традиционному пожарному шлангу и может «доползти» с ним на хвосте до труднодоступных мест в горящем здании, проникнуть через разломы или в межэтажные перекрытия, туда, куда пожарным-людям не добраться. Создатели Anna Konda сообщают, что аппарат может пробраться в аварийные туннели и не только начать там тушение пожара, но и доставить несколько дыхательных масок запертым там людям.

Скромный безымянный робот-герой, созданный японским изобретателем Кикучи, способен также пробираться в труднодоступные охваченные огнём места, где люди могут находиться в опасности. С помощью тепловизора робот самостоятельно реагирует даже на людей, которые потеряли сознание, подбирает их, помещая в специальную кабину и вывозит по тому же маршруту, по которому он пробирался внутрь. Пожалуй, такие роботы пригодились бы в нашей стране, чтобы уберечь любителей выпить от неприятностей, связанных с ночевкой на асфальте.

Роботы спасатели на воде и на суше: 

Несчастные случаи на воде являются бичем человечества не одно тысячелетие, конечно их масштаб значительно уступает современным автокатастрофам, но количество жертв всё же значительное. Поэтому на пляжах и в аквапарках работают спасательные службы. Одной из важнейших характеристик спасателя на воде является умение хорошо плавать и быстро реагировать на форс-мажорную ситуацию. К факторам, которые могут привести к несчастным случаям на воде, относятся:

  • отсутствие необходимых знаний о спасении
  • халатность в отношении предостережений об опасности 
  • недостаток оборудования для слабых пловцов
  • невнимательность со стороны членов семьи или самого спасателя к потенциальным жертвам.

В связи с этими факторами ученые активно занимаются разработкой механизированных спасателей на воде. Пока существует прототип водного робота Seascout. Он спасает людей в таком случае: если тонущий человек найдет силы нажать кнопку тревоги на буе, робот отправится к нему на помощь по сигналам GPS и заберет в уютную кабинку с освещением, теплом и радиосвязью. К сожалению, в отличие от живого спасателя Seascout не может спасти потерявшего сознание человека. Робот EMILY (EMergency Integrated Lifesaving lanYard), разработанный сотрудниками компании Hydronalix, представляет собой автономное плавательное средство, способное самостоятельно обнаружить утопающего и максимально быстро примчаться на помощь. Для этого он снабжен гидролокатором и акустическими датчиками. В режиме ожидания сигнала робот может находиться около 100 часов, в режиме патрулирования, на скорости 8 км/ч, - 8 часов. Однако, как только робот получает сигнал, скорость его возрастает до 64 км/ч и в таком режиме он может искать цель в течении 35 минут. Важно и то, что робот оснащен камерой, динамиками и микрофоном. Это позволяет береговой службе спасения находиться в контакте с нуждающимся в помощи человеком.

Наша планета подвергается различным природным бедствиям, таким как ураганы, бури, тайфуны, лавины, оползни, сели. К счастью, на сегодняшний день любую природную катастрофу можно предвидеть с помощью синоптиков и гидрометцентров. Но это позволяет лишь в частичной мере произвести эвакуацию людей и принять меры предосторожности, но на сто процентов это выполнить невозможно. В результате стихийных бедствий люди также оказываются в опасности. И роботы спешат им на помощь. Разработанный русским конструктором Игорем Лобановым, робот Isopod представляет собой небольшое устройство с камерой вместо головы и средствами аудио-и видеосвязи. Он предназначается для осуществления разведки в районах стихийного бедствия. Он уже был использован в спасательных операциях, и, как предполагается, будет играть ключевую роль в борьбе со стихийными бедствиями. Что касается борьбы с оползнями и карстами, ученые позаботились о предотвращении этих чрезвычайных ситуаций. Гигантский стальной паук Roboclimber ползает по скалам и бурит в них скважины ради предотвращения оползней. Несмотря на то, что роботы-скалолазы, в принципе не новая идея и таких прототипов существует множество, но именно Roboclimber отличился. Его уникальность заключается в том, что при весе 3,8 т и габаритах 2 х 2,5 м, робот может передвигаться по отвесным скалам, крутым и осыпающимся склонам, и даже по трещинам в породе. Передвижение робота по скале происходит с помощью тросов и своих конечностей. Буровая установка, сверлящая скважины глубиной до 20 м и до 76 мм в диаметре, расположена в «животе» гигантского паука. Такие технические характеристики позволяют Roboclimber справиться с любой скалой.

Заключение:

Проанализировав всё вышеуказанное мы видим, что роботы-спасатели являются действительно эффективным инструментом в решении столь ответственного дела как спасение людей. Ведь многие человеческие системы уже устарели и поисково-спасательные службы нуждаются в современных технологиях, да и среда, в которой приходится работать спасателям, очень непредсказуема. Но без человеческого фактора всё равно никак не обойтись. Но будем надеяться, что вскоре искусственный интеллект сможет самостоятельно нести поисково-спасательную службу в чрезвычайных ситуациях.