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設(shè)備與工具
Illustration: Headlight AI Conceptual illustration of the Prometheus drone mapping a mine
Prometheus可以大膽地進(jìn)入禁止人類和其他機器人進(jìn)入的地方。
排查地雷是一項危險的工作。對人類來說，地雷是致命的：容易發(fā)生爆炸，甚至排放有毒氣體。機器人可以去到人類可能窒息的地方，但即使是機器人，也只能在地雷無法從地表進(jìn)入的情況下做這么多。
現(xiàn)在，英國的研究人員在Headlight AI的帶領(lǐng)下，研制出一種可以在黑暗中投射光線飛行的無人機。這架名叫Prometheus的無人機可以通過一個比足球大不了多少的鉆孔進(jìn)入礦井，然后展開雙臂在空曠處飛行。一旦到了那里，它就可以用它的有效載荷掃描設(shè)備繪制地雷地圖，那是人類和機器人目前都無法前往的位置。研究人員希望，這樣能使礦井檢查更快更容易。Prometheus的團(tuán)隊在11月的《機器人學(xué)（Robotics）》雜志上發(fā)表了他們的設(shè)計。
礦井檢查似乎是一項特別需要注意的特殊任務(wù)，舊礦井可能會坍塌，導(dǎo)致地面下沉并損壞附近的建筑物。這是一個影響深遠(yuǎn)的威脅：位于英格蘭東北部的巖土工程公司GeoInvestige估計，英國所有建筑中約有8%面臨著來自該國地表附近數(shù)千座廢棄煤礦中任何一座的風(fēng)險。它也對公路和鐵路等交通運輸構(gòu)成威脅。事實上，Prometheus得到了英國國營鐵路公司（Network Rail）的支持，后者負(fù)責(zé)運營英國的鐵路基礎(chǔ)設(shè)施。
如此嚴(yán)重的危險意味著舊礦井需要定期檢查。為了進(jìn)入傳統(tǒng)輪式機器人（如DARPA SubT中的機器人）無法進(jìn)入的深度，現(xiàn)如今檢查員們需要在礦井中鉆孔，并將掃描器探入到黑暗中。
但這可能是一個艱難的過程，而且往往毫無結(jié)果。檢查一個礦井的整體可能需要多個鉆孔，但這仍然不足以繪制出完整的圖片。地雷是鋸齒狀，迷宮般的地方，許多空隙可能看不見。此外，許多老礦山的地圖并不完善，所以很難判斷進(jìn)入它們的最佳位置。
Prometheus可以繞過這些挑戰(zhàn)。檢查員可以把Prometheus拴在一個對接裝置上，放在一個鉆孔里。一旦進(jìn)入礦井，無人機就可以脫鉤并四處飛行，使用目前礦井檢查中常見的激光雷達(dá)掃描儀生成未知空洞的3D地圖。Prometheus可以自主地飛越礦井，利用紅外數(shù)據(jù)繪制自己的航向。
還有一些無人機可以在地下飛行，但它們要么太小，無法攜帶相對較重的掃描設(shè)備載荷，要么太大，無法輕易裝下鉆孔。Prometheus的獨特之處在于它能夠折疊手臂，讓它能夠擠壓對手無法擠壓的空間。
西弗吉尼亞大學(xué)機械和航空航天工程教授Jason Gross說，正是這種折疊并進(jìn)入鉆孔的能力使Prometheus與眾不同。Gross稱Prometheus為“一個令人興奮的想法”，但他確實注意到，Prometheus的飛行窗口相對較短，除了掃描之外幾乎沒有其他能力。
研究人員在英國Shrewsbury附近的一個地下室和一個舊礦井進(jìn)行了多次成功的試飛。Prometheus不僅能夠繪制出自己的空間地圖，無人機還能夠在一個未知的區(qū)域繪制自己的航向。
研究人員的下一步，根據(jù)Headlight AI的聯(lián)合創(chuàng)始人Puneet Chhabra所表示，將是測試Prometheus在實際礦井中展開的能力。之后，研究人員計劃在2021年底進(jìn)行全面試飛。
2025-06-19 21:31
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