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美国国家航空航天局开发球形机器人用于救援

Squishy Robotics的张力传感器机器人帮助急救人员确定他们前往灾难现场的方法。图为2021年无人战术应用大会上的地铁攻击场景演习,机器人可以检测气体泄漏和其他危险。

作为佛罗里达州南海牛消防救援演习的一部分,一架无人机运送了Squishy Robotics的一个紧张机器人。

这种固定机器人重量不到三磅,可以与大多数商用无人机集成。

Alice Agogino博士正在研究球形骨骼机器人,这些机器人有朝一日可能会被扔到火星或月球上收集信息和进行科学研究,这时她意识到自己由美国国家航空航天局资助的技术也可能对地球有益。

在阅读一份关于灾难应对的危险和死亡人数的报告时,阿戈吉诺认为,她的机器人配备了正确的传感器,可以在火灾、撞车和其他灾难现场收集数据,帮助急救人员评估有毒气体泄漏等危险,并计划他们的方法。

我们想,哇,如果我们能在月球上做到这一点,我们就能在地球上做到,并拯救一些生命,”时任加州大学伯克利分校伯克利紧急太空Tensegrities实验室主任的阿戈吉诺说。

她后来与人共同创立了加州伯克利Squishy Robotics股份有限公司。该公司生产用于公共安全、军事和工业用途的抗冲击、可定制机器人。

阿戈吉诺的机器人看起来像是由杆和弹性电缆组成的球形骨架。她将该结构描述为“张力网络”——根据张力整体原理,如果机器人掉落,冲击会分布在整个网络上,从而消散力。

“张拉整体性”一词是20世纪60年代由建筑师R.Buckminster Fuller创造的,他推广了测地线圆顶,这也是张拉整体结构。

对于美国国家航空航天局来说,承受长时间坠落冲击的能力尤其有趣,这些结构在旅行过程中坍塌成小包裹的能力也是如此。

2014年,该机构授予阿戈吉诺和她的加州大学伯克利分校实验室早期创新(ESI)资金,用于研究使用气体推进器的张力整体机器人移动性。

50万美元的多年期概念验证ESI赠款旨在加快具有重大潜力的创新空间技术的发展。这笔资金是通过空间技术研究资助计划提供的,该计划支持从事空间相关科学和技术的学术研究人员。

阿戈吉诺和她的团队正在设计探测器,这些探测器可以从行星轨道或更大的航天器上坠落,携带精致的传感器在坠落中幸存下来,然后在崎岖的地形上翻滚跳跃,在其他世界执行任务和科学。

“想想火星好奇号和毅力号火星车,”位于加利福尼亚硅谷的美国国家航空航天局艾姆斯研究中心智能机器人小组的首席机器人学家Terry Fong说。

方是美国国家航空航天局阿戈吉诺拨款的技术代表,他解释说,火星车必须用精心设计的天鹤系统轻轻地降到火星表面。

方说:“有了张紧整体机器人,机器人本身就是着陆装置。”。“它可以从高处坠落并继续前行。”

张紧装置可以折叠平用于旅行——事实上,这就是Agogino向客户运送机器人的方式。一旦展开,仪器和传感器就悬挂在中心,免受坠落的影响。

方说:“所以,你省下一次性弥撒的费用。”。“将质量发射到太空既昂贵又困难,所以你希望更多的质量用于着陆之外的地面,与科学仪器和其他有效载荷一起使用。”

美国国家航空航天局还研究了张紧整体机器人的地球科学应用,例如,该机器人可以监测即将断裂进入海洋的冰川。

方说:“那是那种你不想派人去的地方,因为风险很大。”。“整个表面可能会坍塌。有了一个可以在跌落后幸存下来但之后仍然可以移动的结构,你就有了超级仪器定位系统。”

在地球或其他行星上,张紧整体机器人提供了一种更容易的方式,可以将精致的仪器放置在难以到达的区域。事实上,这就是Squishy Robotics背后的原理。

阿戈吉诺和她的团队在一个被称为客户发现的过程中采访了300名急救人员。

对于这些客户,Squishy Robotics现在将微型化学气体传感器安装在张紧整体机器人内,该机器人可以在消防员进入之前由飞机放下,在某个区域进行读数。目前,该公司只提供固定机器人,但Agogino和她的团队正在开发移动模型。

这些机器人收集的数据可以为消防员决定是否穿戴危险品装备提供信息,这可能会增加一个小时的准备时间——只有在必要的情况下,这种延迟才是值得的。

Squishy Robotics曾与一些最大的消防部门合作,包括佛罗里达州的南海牛消防救援局、俄克拉荷马州的塔尔萨消防局和加利福尼亚州的圣何塞消防局。该公司还与多家分销商签订了经销商协议。

阿戈吉诺的紧张机器人还可以帮助拆除炸弹或监控天然气和电线。

野火预防是Squishy Robotics的另一个新兴领域。Tensegrity机器人可以监测高风险地区,帮助当局应对报告,并确保较小的火灾被完全扑灭。

阿戈吉诺说:“尽早发现野火至关重要,因为如果及早发现,许多已经成为熊熊大火的野火本可以预防。”

阿戈吉诺于12月从伯克利退休,现在是退休人员,这使她有更多的时间在Squishy Robotics上。

美国国家航空航天局的方表示,他很高兴看到阿戈吉诺能够开发出紧张整体机器人技术。“我们相信这些机器人可以为太空提供独特的用途,”他说。“她显然看到了对地球产生重大影响的方法。”

美国国家航空航天局在向私营部门转让技术方面有着悠久的历史。该机构的衍生出版物介绍了美国国家航空航天局已转变为商业产品和服务的技术,展示了美国对其太空计划投资的更广泛好处。《衍生产品》是美国国家航空航天局空间技术任务局(STMD)技术转让计划的一份出版物。


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