Роботи-рятувальники для допомоги людям при аваріях та катаклізмах
Зміст:
- Роботи-рятувальники при землетрусах та аваріях техногенного походження
- На допомогу шахтарям
- Роботи-пожежні
- Рятувальники на воді та на суші
- Висновок
Вступ:
Ми живемо у світі природних, техногенних, соціальних та інших небезпек, які часто загрожують нашому здоров'ю та життю. Щодня газети, радіо та телебачення повідомляють нам про чергові аварії, катастрофи чи стихійні лиха, через які загинули чи постраждали люди. У разі виникнення надзвичайних ситуацій люди проводять аварійно-рятувальні та інші невідкладні роботи, спрямовані на порятунок життя та збереження здоров'я людей, а також на зниження розмірів збитків навколишньому середовищу та матеріальних втрат. У сучасному світі з технічним розвитком людство навчилося уникати лих, винаходячи нові і нові засоби захисту від негативних факторів. Разом із характером надзвичайних ситуацій змінився і спосіб їхньої ліквідації, проведення рятувальних робіт. Технологічні досягнення в галузі аварійно-рятувальних робіт є роботизованими технологіями, які можуть в автономному режимі проводити пошуково-рятувальні операції при аваріях як техногенного, так і природного походження. Уявіть, що ви знаходитесь у будівлі, яка обрушилася. Опинившись у пастці під тоннами нестійких уламків, ви відчуваєте, як повільно починає надходити запах газу і він посилюється з кожною хвилиною. Здається, шанси, що врятують вас вчасно, скорочуються до мінімальних. І в цей момент, коли ви лежите нерухомо, механічний пристрій пробирається прямо до вас крізь щілини, надто вузькі та небезпечні для людини. Як тільки ви вдихаєте кисень, доставлений цією незвичайною істотою, ваше точне розташування передається команді рятувальників, і вони починають виконувати операції з вашого звільнення. Це не футуристичний сон, а реальні пристрої. У цій статті ми розберемося у різноманітності, особливостях та ефективності роботів-рятувальників.
Роботи-рятувальники при землетрусах та аваріях техногенного походження:
У той час, коли ЗМІ постійно повідомляють нам про різні прототипи двоногих японських гуманоїдів, все більшого застосування в міському середовищі набирають роботи, що повзають, робляться і бігають, які рятують життя людей. Роботи здатні швидко діяти в непередбачуваному та небезпечному середовищі. Їхні системи бачення, зв'язку та руху працюють у найнапруженіших умовах диму, пилу та вогню в зоні лиха. Нині роботи-рятувальники найчастіше застосовуються у надзвичайних ситуаціях геологічного походження. Багато передових розробок присвячено саме темі землетрусів. Як виявилося, це не параноя, а цілком адекватна підготовка до форс-мажору, яка вже дозволила врятувати величезну кількість життів. По-перше, необхідно забезпечити будівлю безпекою. Це означає, що, входячи всередину, необхідно переконатися, що воно раптово не обрушиться. У наш час із цим завданням можуть упоратися великі роботизовані транспортні конструкції. Робот Tmsuk Т-52 Enryu з'явився на світ ще в 2004 році, його назва перекладається з японської як «дракон-рятівник». Ця метафора досить точно відображає властивості машини: великі габарити і призначення брати участь у рятувальних місіях. У комплекті з великими розмірами робота представлена і його солідна вага, що становить 6 тонн, а вантажопідйомність кожної його кінцівок досягає 500 кілограм. Робот може піднімати та усувати уламки будівель і таким чином допомагати знаходити людей під завалами.
Наступне завдання рятувальників – знайти тих, хто вижив. Собаки, звичайно, є відповідним способом пошуку, але вони можуть служити на короткий період часу та інші роботи повинні бути припинені, щоб не заважати тваринам. Собаки також не завжди зможуть проникати у важкопрохідні місця. Це ті випадки, коли мініатюрні роботи, оснащені камерами та датчиками для виявлення ознак життя, можуть допомогти значною мірою. Невеликий візок на гусеницях, робот Cougar10-LTM здатний бачити крізь стіни і знаходити людей під руїнами. Завдяки передовим радарним технологіям, пристрій здатний бачити не тільки людей, що рухаються, але і знепритомніли і лежать на підлозі. Крім радара у робота є набір відеокамер денного та нічного бачення. Робот застосовується як під час пошуково-рятувальних операцій, так і для виявлення загарбників та терористів усередині будівель.
Змієподібний робот Snakebot здатний легко проникати в будинок, крізь вузькі проходи і знімати обстановку в режимі реального часу. Тіло робота вкрите щітками з нейлоновим ворсом; обертання цих щіток забезпечує рух машини. А повертається «змія» за допомогою з'єднань у передній частині, там розташована і камера. Такий робот зможе пробратися практично під будь-якими завалами. Завдяки йому, рятувальники точно знатимуть, що там відбувається. Тим більше, що довжина Snakebot складає близько 8 метрів. Подібні пристрої можуть застосовуватися для дослідження уламків та пошуку людей, які постраждали після обвалення лавини.
Після перебування людей, що вижили, випливає наступне завдання - поставити їм воду і їжу, а також засоби зв'язку з поверхнею. Це завдання досяжна невеликими роботами-трансферами, наприклад TARDEC, які також здатні проникати у важкопрохідні місця та нести на собі корисний вантаж, оминаючи перешкоди. Нарешті, той, хто вижив, повинен бути евакуйований. Підняти важкі бетонні брили над тендітними тілами людей – це завдання, яке є найскладнішим навіть для найдосвідченіших м'ясників, але роботи можуть з легкістю виявляти та піднімати уламки будівель вагою до тонни. Завдяки трьом парам коліс, робот Tamiya може рухатися дуже складними поверхнями, долати перешкоди, які нездоланні для звичайних рятувальних засобів. Його дистанційне керування здатне дозволити йому підбирати та переміщати об'єкти. Робот може розламувати бетонні загородження, розтягувати руїни та виконувати інші дії за допомогою різних змінних пристроїв. Російський сучасний багатофункціональний робот МРК-35 створений для виконання рятувальних робіт у підрозділах МНС Росії.
До обов'язків робота входять:
- візуальна розвідка
- газова, хімічна та радіаційна розвідка місцевості
- проведення аварійно-рятувальних робіт в умовах хімічного зараження та в зонах підвищеної радіоактивності
- пошук, евакуація та знищення вибухових пристроїв
- транспортування предметів.
Якщо ми заговорили про радіаційну розвідку місцевості, варто зазначити, що після аварії на АЕС Фукусіма-1 (11 березня 2011), питання ліквідації наслідків катастрофи гостро постало перед рятувальною службою. У зв'язку з небезпекою зараженого середовища японська компанія Honda продемонструвала нову модель свого знаменитого людиноподібного робота ASIMO. Гуманоїд може оцінювати навколишнє середовище, взаємодіяти з ним і навіть передбачати дії людей. Робот може пересуватися зі швидкістю до 9 км/год та надавати дані про стан навколишнього середовища. Робот Quince, розроблений університетами Тіба та Тохоку, вже встиг зарекомендувати себе у роботі на АЕС Фукусіма-1. Це єдиний японський робот, який знайшов застосування у ліквідації аварії. Він здатний пробиратися через найскладніші завали, передавати на віддалений комп'ютер зображення, відзняте в умовах поганої видимості та майже у повній темряві, робити виміри радіації та рівня води, а також брати проби радіоактивної води та пилу з підземних приміщень енергоблоків.
На Фукусімі також був застосований робот-розвідник KOHGA 3. Робот сміливо увійшов у зруйновану будівлю і провів розвідку в режимі реального часу про ситуацію, що склалася. Апарату доводилося долати перешкоди за допомогою трьох камер спостереження, за допомогою маніпулятора розгрібати сміття та інші об'єкти, а датчики газу і радіації передавали свої повідомлення в режимі реального часу. Окрім перелічених пристроїв для ліквідації аварії на АЕС використовуються так звані кіберкостюми чи екзоскелети. Компанія CYBERDINE представила на виставці вдосконалений робот-кіберкостюм HAL (Hybrid Assistive Limb), перероблений у рекордний термін під потреби ліквідаторів аварій. Його попередник був створений для полегшення пересування людей похилого віку і людей зі слабкими руховими здібностями. Костюм не просто підтримує тіло людини під час руху, але фактично бере на себе роботу ослаблених чи атрофованих м'язів. Це вкрай необхідно для ліквідаторів аварії на АЕС, тому що їм часто доводиться бути присутнім в особливо радіонебезпечному середовищі та піднімати важкий вантаж.
Такі антропогенні катастрофи, як Чорнобильська аварія (26 квітня 1986 року), могли б обійтися без такої кількості жертв та збитків, якби під час ліквідації наслідків аварії використовувалися роботи. Адже вони могли б проводити пошуково-рятувальні операції у місцях, охоплених вогнем та інших ситуаціях, де люди-рятувальники були безпорадні.
Роботи, що допомагають при аварії на шахті:
Робота шахтаря вважається однією з найважчих та найнебезпечніших професій. Вибухи газу, затоплення, осипи та завали - все це частина нелегких буднів гірників. Після вибуху на шахті рятувальникам потрібен час на оцінку масштабів аварії, на побудову плану порятунку постраждалих, адже за цей час люди можуть загинути. Відразу спуститься в шахту рятувальники теж не можуть, оскільки є небезпека загострення отруйних газів, затоплених ділянок та нестійких конструкцій. У цій справі застосування роботів украй необхідне. У серпні цього року спеціалісти Sandia National Laboratories представили спеціального робота Gemini-Scout Mine Rescue Robot. Хоча робот не зможе витягнути на поверхню людей, натомість зможе доставити у зруйновану шахту продукти харчування та медикаменти. Робот має гусениці для пересування практично будь-яких поверхонь, датчики, що розпізнають небезпечні речовини в повітрі і камеру, що транслює зображення на віддалений комп'ютер. Камера допомагають влаштуванню виявляти живих людей у завалах.
Той же восьмиколісний QUINCE, який використовується під час проведення рятувальних операцій у зоні радіації, також зможе доставляти людям, що опинилися під завалами, засоби зв'язку, воду і їжу. Однією з переваг робота є те, що він оснащений інфрачервоним сенсором і датчиком, який уловлює вміст вуглекислого газу. На допомогу гірникам прийде і робот-рятівник V2. Обладнаний потужним маніпулятором та освітлювальними приладами пристрій може пройти до півтора кілометра в небезпечних для людини тунелях, визволяючи потерпілих від аварії.
Роботи-пожежні:
Пожежі — це неконтрольоване поширення вогню, що завдає матеріальних збитків, шкоди життю та здоров'ю людей, інтересам суспільства та держави. Виникають пожежі як з вини матінки-природи (степові, торф'яні), так і з вини самої людини, що найчастіше відбувається. У приміщенні, що горить, дуже важко пожежникам знайти і визволити потерпілих. Тому логічно, якщо роботу пожежних людей візьмуть на себе пожежні роботи. І такі пристрої існують. Наприклад, робот SACI заливає вогонь водою і піною, розгрібає уламки, що горять, і досліджує задимлені приміщення.
Існують також роботи, які займаються евакуацією людей. Оснащений чотирма гусеницями робот з Йокогами здатний вивезти з палаючої будівлі людини вагою до 110 кг, долаючи при цьому будь-які перешкоди у вигляді обгорілих балок і уламків бетону. При цьому машина покликана не тільки захищати людину, що евакуюється, від вогню, а й відстежувати її стан. Ця функція реалізується за допомогою датчиків пульсу, тиску та інших медичних параметрів, які встановлюються всередині апарату. На допомогу пожежникам використовується також роботизований шланг Anna Konda. Довжина робота становить 3 метри, а вага – 70 кілограм. Він підключається до традиційного пожежного шлангу і може «доповзти» з ним на хвості до важкодоступних місць у будівлі, що горить, проникнути через розлами або в міжповерхові перекриття, туди, куди пожежникам-людям не дістатися. Автори Anna Konda повідомляють, що апарат може пробратися в аварійні тунелі і не тільки почати там гасіння пожежі, але і доставити кілька дихальних масок замкненим там людям.
Скромний безіменний робот-герой, створений японським винахідником Кікучі, здатний пробиратися в важкодоступні охоплені вогнем місця, де люди можуть перебувати в небезпеці. За допомогою тепловізора робот самостійно реагує навіть на людей, які знепритомніли, підбирає їх, поміщаючи в спеціальну кабіну і вивозить тим же маршрутом, яким він пробирався всередину. Мабуть, такі роботи стали б у нагоді в нашій країні, щоб уберегти любителів випити від неприємностей, пов'язаних з ночівлею на асфальті.
Роботи рятувальники на воді та на суші:
Нещасні випадки на воді є бичем людства не одне тисячоліття, звичайно їх масштаб значно поступається сучасним автокатастрофам, але кількість жертв все ж таки значна. Тому на пляжах та в аквапарках працюють рятувальні служби. Однією з найважливіших характеристик рятувальника на воді є вміння добре плавати та швидко реагувати на форс-мажорну ситуацію. До факторів, які можуть призвести до нещасних випадків на воді, належать:
- відсутність необхідних знань про порятунок
- недбалість щодо застережень про небезпеку
- недолік обладнання для слабких плавців
- неуважність з боку членів сім'ї чи самого рятівника до потенційних жертв.
У зв'язку із цими факторами вчені активно займаються розробкою механізованих рятувальників на воді. Поки що існує прототип водного робота Seascout. Він рятує людей у такому разі: якщо людина, яка тоне, знайде сили натиснути кнопку тривоги на буї, робот вирушить до нього на допомогу за сигналами GPS і забере в затишну кабінку з освітленням, теплом і радіозв'язком. На жаль, на відміну від живого рятувальника Seascout не може врятувати людину, яка втратила свідомість. Робот EMILY (EMergency Integrated Lifesaving lanYard), розроблений співробітниками компанії Hydronalix, є автономним плавальним засобом, здатним самостійно виявити потопаючого і максимально швидко примчатися на допомогу. Для цього він забезпечений гідролокатором та акустичними датчиками. У режимі очікування сигналу робот може бути близько 100 годин, у режимі патрулювання, на швидкості 8 км/год, - 8 годин. Однак, як тільки робот отримує сигнал, швидкість його зростає до 64 км/год і в такому режимі він може шукати мету протягом 35 хвилин. Важливо й те, що робот оснащений камерою, динаміками та мікрофоном. Це дозволяє береговій службі порятунку перебувати в контакті з людиною, яка потребує допомоги.
Наша планета зазнає різних природних лих, таких як урагани, бурі, тайфуни, лавини, зсуви, селі. На щастя, на сьогоднішній день будь-яку природну катастрофу можна передбачати за допомогою синоптиків та гідрометцентрів. Але це дозволяє лише частково зробити евакуацію людей і вжити запобіжних заходів, але на сто відсотків це виконати неможливо. Внаслідок стихійних лих люди також опиняються в небезпеці. І роботи поспішають їм на допомогу. Розроблений російським конструктором Ігорем Лобановим, робот Isopod є невеликим пристроєм з камерою замість голови та засобами аудіо- та відеозв'язку. Він призначається реалізації розвідки у районах стихійного лиха. Він уже був використаний у рятувальних операціях, і, як передбачається, відіграватиме ключову роль у боротьбі зі стихійними лихами. Щодо боротьби з зсувами та карстами, вчені подбали про запобігання цим надзвичайним ситуаціям. Гігантський сталевий павук Roboclimber повзає по скелях і бурить у них свердловини задля запобігання зсувам. Незважаючи на те, що роботи-скелелази, в принципі не нова ідея і таких прототипів існує безліч, але саме Roboclimber відзначився. Його унікальність полягає в тому, що при вазі 3,8 т і габаритах 2 х 2,5 м, робот може пересуватися по стрімких скелях, крутих і схилах, що обсипаються, і навіть по тріщинах в породі. Пересування робота по скелі відбувається за допомогою тросів та своїх кінцівок. Бурова установка, що свердла свердловини глибиною до 20 м і до 76 мм в діаметрі, розташована в «животі» гігантського павука. Такі технічні характеристики дозволяють Roboclimber подолати будь-яку скелю.
Висновок:
Проаналізувавши все вищезгадане ми бачимо, що роботи-рятувальники є справді ефективним інструментом у вирішенні такої відповідальної справи як порятунок людей. Адже багато людських систем уже застаріли і пошуково-рятувальні служби потребують сучасних технологій, та й середовище, в якому доводиться працювати рятувальникам, дуже непередбачуване. Але без людського чинника все одно не обійтися. Але сподіватимемося, що незабаром штучний інтелект зможе самостійно нести пошуково-рятувальну службу у надзвичайних ситуаціях.
