3D 打印機(jī)器人將用于搜救行動(dòng)

在搜救行動(dòng)中，時(shí)機(jī)和靈活性往往是取得成功的關(guān)鍵。通常情況下，救援人員不僅要盡快開展救援工作以保證危機(jī)中最大數(shù)量的幸存者，而且還要針對(duì)每種具體災(zāi)難采取專門的應(yīng)對(duì)措施，但這可能很難實(shí)現(xiàn)。值得慶幸的是，現(xiàn)在可能有一種新的解決方案。

2023年8月21日，南極熊獲悉，伍斯特理工學(xué)院 (WPI) 研究員 Markus Nemitz 榮獲美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)頒發(fā)的 599,815 美元職業(yè)獎(jiǎng)，用于開發(fā)小型靈活的 3D 打印機(jī)器人，這些機(jī)器人能夠通過(guò)游泳、爬行、攀爬和潛水穿過(guò)敵對(duì)和密閉空間，從而穿越具有挑戰(zhàn)性的地形作為搜救行動(dòng)的一部分。

Nemitz的項(xiàng)目在很大程度上受到了2018年的湄公河流域洞穴危機(jī)的啟發(fā)。在這次事件中，一個(gè)青少年足球營(yíng)的12名成員以及他們的教練被困在泰國(guó)的湄公河流域洞穴系統(tǒng)中，這個(gè)喀斯特洞穴系統(tǒng)在6月23日突然暴雨引發(fā)的季風(fēng)洪水中被淹沒。由于強(qiáng)大的水流和水位上漲阻礙了搜救行動(dòng)，這支隊(duì)伍的困境當(dāng)時(shí)受到了廣泛的國(guó)際關(guān)注。即使在7月2日，也就是他們進(jìn)入洞穴后一個(gè)多星期后，13名成員都被發(fā)現(xiàn)活著，但由于洞穴通道狹窄，水渾濁，救援仍然十分困難。最終，一個(gè)由國(guó)際隊(duì)伍組成的救援團(tuán)隊(duì)在7月8日至10日之間成功營(yíng)救了所有人，包括100名潛水員在內(nèi)的多達(dá)1萬(wàn)人參與了這次救援行動(dòng)。

△馬庫(kù)斯·內(nèi)米茨 (Markus Nemitz) 獲得了開發(fā)用于搜索和救援行動(dòng)的定制機(jī)器人的資助（照片來(lái)源：WPI）

為了拯救受困隊(duì)伍的所有 13 名成員，創(chuàng)新是關(guān)鍵，因?yàn)榭紤]了許多不同的救援行動(dòng)嘗試選項(xiàng)。這就是內(nèi)米茨的靈感來(lái)源。他正在致力于開發(fā)具有集成流體電路的3D打印機(jī)器人，以了解它們?nèi)绾文軌蛟谙皲毓�河流域洞穴這樣的災(zāi)難中迅速制造和部署。事實(shí)上，在這個(gè)為期五年的項(xiàng)目中，他計(jì)劃在模擬泰國(guó)洞穴部分的縮小模型中測(cè)試這些機(jī)器人。

內(nèi)米茨進(jìn)一步解釋了機(jī)器人的用途，他說(shuō)：“災(zāi)難通常需要獨(dú)特、專門的應(yīng)對(duì)措施，例如Tham Luang 洞穴危機(jī)所需的應(yīng)對(duì)措施。開發(fā)由柔軟、靈活的材料快速制造的小型機(jī)器人具有巨大的潛力。這些機(jī)器人可以探索對(duì)人類構(gòu)成潛在危險(xiǎn)或無(wú)法進(jìn)入的區(qū)域，包括地震殘骸、洪水泛濫的地區(qū)，甚至核事故現(xiàn)場(chǎng)，從而極大地幫助救援工作。”

制造用于搜救目的的 3D 打印機(jī)器人

在這個(gè)項(xiàng)目中，Nemitz 借鑒了他自己在軟機(jī)器人領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，在這個(gè)領(lǐng)域我們?cè)絹?lái)越多地看到 3D 打印的作用。更具體地說(shuō)，他希望通過(guò)開發(fā)機(jī)器人設(shè)計(jì)和制造的新原理，特別關(guān)注電子電路與 3D 打印流體電路的集成，來(lái)推進(jìn)軟機(jī)器人和可打印機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展。之所以選擇它們，是因?yàn)樗鼈兪褂每諝饷}沖，與傳統(tǒng)電子產(chǎn)品相比，它們對(duì)機(jī)械損壞和電磁干擾具有更強(qiáng)的抵抗力。

此外，似乎這種機(jī)器人相對(duì)容易制造。Nemitz 計(jì)劃使用商業(yè) 3D 打印機(jī)和彈性絲材，以確保這些 3D 打印機(jī)器人的可行性和有效性。完成后，將通過(guò)觀察它們?nèi)绾芜_(dá)到指定目標(biāo)來(lái)評(píng)估它們?cè)趯?shí)驗(yàn)室模型洞穴系統(tǒng)中的表現(xiàn)。人們還希望這些機(jī)器人將被用于更多領(lǐng)域，包括太空探索、氣候監(jiān)測(cè)和惡劣環(huán)境下的檢查操作。

內(nèi)米茨總結(jié)道：“機(jī)器人可以到達(dá)人類無(wú)法到達(dá)的地方。這些機(jī)器人配備了麥克風(fēng)和攝像頭等傳感器，將增強(qiáng)救援人員的能力，特別是在自然災(zāi)害期間。為了確保對(duì)緊急情況做出動(dòng)態(tài)、快速的反應(yīng)，我們必須不斷創(chuàng)新和開發(fā)新技術(shù)。機(jī)器人技術(shù)處于這一發(fā)展的最前沿。”