3D 打印機器人將用于搜救行動

在搜救行動中，時機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中最大數(shù)量的幸存者，而且還要針對每種具體災難采取專門的應對措施，但這可能很難實現(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，伍斯特理工學院 (WPI) 研究員 Markus Nemitz 榮獲美國國家科學基金會頒發(fā)的 599,815 美元職業(yè)獎，用于開發(fā)小型靈活的 3D 打印機器人，這些機器人能夠通過游泳、爬行、攀爬和潛水穿過敵對和密閉空間，從而穿越具有挑戰(zhàn)性的地形作為搜救行動的一部分。

Nemitz的項目在很大程度上受到了2018年的湄公河流域洞穴危機的啟發(fā)。在這次事件中，一個青少年足球營的12名成員以及他們的教練被困在泰國的湄公河流域洞穴系統(tǒng)中，這個喀斯特洞穴系統(tǒng)在6月23日突然暴雨引發(fā)的季風洪水中被淹沒。由于強大的水流和水位上漲阻礙了搜救行動，這支隊伍的困境當時受到了廣泛的國際關(guān)注。即使在7月2日，也就是他們進入洞穴后一個多星期后，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，一個由國際隊伍組成的救援團隊在7月8日至10日之間成功營救了所有人，包括100名潛水員在內(nèi)的多達1萬人參與了這次救援行動。

△馬庫斯·內(nèi)米茨 (Markus Nemitz) 獲得了開發(fā)用于搜索和救援行動的定制機器人的資助（照片來源：WPI）

為了拯救受困隊伍的所有 13 名成員，創(chuàng)新是關(guān)鍵，因為考慮了許多不同的救援行動嘗試選項。這就是內(nèi)米茨的靈感來源。他正在致力于開發(fā)具有集成流體電路的3D打印機器人，以了解它們?nèi)绾文軌蛟谙皲毓�河流域洞穴這樣的災難中迅速制造和部署。事實上，在這個為期五年的項目中，他計劃在模擬泰國洞穴部分的縮小模型中測試這些機器人。

內(nèi)米茨進一步解釋了機器人的用途，他說：“災難通常需要獨特、專門的應對措施，例如Tham Luang 洞穴危機所需的應對措施。開發(fā)由柔軟、靈活的材料快速制造的小型機器人具有巨大的潛力。這些機器人可以探索對人類構(gòu)成潛在危險或無法進入的區(qū)域，包括地震殘骸、洪水泛濫的地區(qū)，甚至核事故現(xiàn)場，從而極大地幫助救援工作。”

制造用于搜救目的的 3D 打印機器人

在這個項目中，Nemitz 借鑒了他自己在軟機器人領(lǐng)域的經(jīng)驗，在這個領(lǐng)域我們越來越多地看到 3D 打印的作用。更具體地說，他希望通過開發(fā)機器人設(shè)計和制造的新原理，特別關(guān)注電子電路與 3D 打印流體電路的集成，來推進軟機器人和可打印機器人領(lǐng)域的發(fā)展。之所以選擇它們，是因為它們使用空氣脈沖，與傳統(tǒng)電子產(chǎn)品相比，它們對機械損壞和電磁干擾具有更強的抵抗力。

此外，似乎這種機器人相對容易制造。Nemitz 計劃使用商業(yè) 3D 打印機和彈性絲材，以確保這些 3D 打印機器人的可行性和有效性。完成后，將通過觀察它們?nèi)绾芜_到指定目標來評估它們在實驗室模型洞穴系統(tǒng)中的表現(xiàn)。人們還希望這些機器人將被用于更多領(lǐng)域，包括太空探索、氣候監(jiān)測和惡劣環(huán)境下的檢查操作。

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