作為高新技術(shù)的集大成者，特種機(jī)器人的發(fā)展正在加速新一輪科技革命的到來(lái)。近日，在葉卡捷琳堡國(guó)際展覽中心剛落幕的第五屆中國(guó)—俄羅斯博覽會(huì)上，哈工大機(jī)器人集團(tuán)（HRG）亮相的特種機(jī)器人方陣驚艷全場(chǎng)，引起海內(nèi)外矚目。

智能消防機(jī)器人進(jìn)行消防演練

偵查排爆機(jī)器人

管道檢測(cè)機(jī)器人

就在不久前，公安部警用裝備采購(gòu)中心公告顯示，HRG投報(bào)的排爆機(jī)器人、消防機(jī)器人、安保機(jī)器人、水下探測(cè)機(jī)器人和警用無(wú)人船等被悉數(shù)納入采集名錄。這些特種機(jī)器人到底有何硬功夫，實(shí)現(xiàn)人類不可能完成之任務(wù)？科技日?qǐng)?bào)記者近日走訪了位于北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的哈工大機(jī)器人集團(tuán)特種機(jī)器人事業(yè)部一探究竟。

無(wú)懼危險(xiǎn) 消防排爆一肩挑

事業(yè)部?jī)?nèi)，履帶式紅色“消防衛(wèi)士”機(jī)器人，頂端有個(gè)噴口，移動(dòng)起來(lái)身形靈活。

“當(dāng)發(fā)生火災(zāi)，火場(chǎng)蔓延出熊熊烈焰，這臺(tái)嬰兒車大小的智能消防（滅火）機(jī)器人可以噴射60米—80米長(zhǎng)的水柱，覆蓋到三四層樓高?！惫ご髾C(jī)器人集團(tuán)特種機(jī)器人方向研發(fā)負(fù)責(zé)人韓震峰向記者介紹說(shuō)。

這種消防機(jī)器人的履帶采用特殊材質(zhì)加工而成，最高可承受750℃；可通過(guò)遠(yuǎn)程遙控行走，爬坡、登梯及跨越障礙物；適應(yīng)多種環(huán)境，耐高溫、抗熱輻射、防雨淋、防化學(xué)腐濁、防電磁干擾等，能夠全天候持續(xù)工作。

“消防機(jī)器人獨(dú)有的透霧及精準(zhǔn)識(shí)別功能，可作為消防作戰(zhàn)中的先遣兵，準(zhǔn)確識(shí)別火場(chǎng)中遺留人員和火源位置，使得救援更有效、滅火更迅速。其自身裝有自噴淋降溫系統(tǒng)，可在火場(chǎng)中保持長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)的能力，甚至可穿越火帶?！表n震峰介紹說(shuō)。

危險(xiǎn)彈藥與爆炸物處理是一項(xiàng)十分危險(xiǎn)的工作，人工排爆具有很大安全隱患，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅過(guò)去10年全球就因彈藥廢物處理造成安全事故約1.2萬(wàn)起，3萬(wàn)多排爆專家和工兵傷亡，因此，一些國(guó)家在加緊研制排爆機(jī)器人。

“基于此，這種機(jī)器人還有一大本領(lǐng)是探查爆炸物，具有‘排爆’功能。它的機(jī)械臂靈活輕巧、自由度大、性能穩(wěn)定，整體適應(yīng)性強(qiáng)，這正是我們?cè)谘邪l(fā)過(guò)程中突破的難點(diǎn)之一。其可在泥濘路面、城市廢墟、煤礦及油田等多種地形快速移動(dòng)，對(duì)危險(xiǎn)物進(jìn)行探測(cè)、抓取、轉(zhuǎn)移、搬運(yùn)、銷毀，可代替安檢人員到化工類易燃易爆場(chǎng)所對(duì)可疑物實(shí)地勘察?！表n震峰說(shuō)。

為了使產(chǎn)品更貼近實(shí)際需求，研發(fā)團(tuán)隊(duì)走訪調(diào)研多地特警現(xiàn)場(chǎng)，采取智能模塊化設(shè)計(jì)思路，機(jī)器人可加裝不同傳感器模塊，如果某個(gè)模塊壞了，可快速更換，不僅易于擴(kuò)展及維護(hù)，做到一機(jī)多用，還有效控制產(chǎn)品成本。通過(guò)遠(yuǎn)程控制終端系統(tǒng)，操作只需按一個(gè)鍵，即能使機(jī)器人完成應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)所需的多種任務(wù)。

深入管網(wǎng) 探查城市“血栓”

地下管網(wǎng)猶如城市的“血管”和“神經(jīng)”系統(tǒng)，關(guān)乎電力、排水、通信等安全，甚至社會(huì)民生的發(fā)展。但當(dāng)前我國(guó)城市管道系統(tǒng)尚無(wú)定期巡檢，往往事故發(fā)生后再解決問(wèn)題，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失，乃至人員傷亡。

韓震峰表示：“其實(shí)如此環(huán)境惡劣、檢測(cè)難度大的工作，可以讓機(jī)器人代替人力，承擔(dān)起對(duì)城市管道的檢測(cè)維護(hù)?！?/p>

“管道檢測(cè)機(jī)器人尺寸小巧，可鉆入直徑小于80厘米的地下管道，具有防水、抗高溫和重量輕等特點(diǎn)，以超過(guò)0.5米/秒的速度在-30℃到50℃的工作環(huán)境中連續(xù)工作?！表n震峰介紹。

據(jù)了解，參照軍用標(biāo)準(zhǔn)，管道檢測(cè)機(jī)器人能夠通過(guò)多傳感器融合技術(shù)準(zhǔn)確判斷管道泄漏點(diǎn)，檢測(cè)管道內(nèi)部是否存在破裂、變形、腐蝕、異物侵入、沉積、結(jié)垢和樹根障礙物等病害，在施工、維護(hù)保養(yǎng)、定期檢驗(yàn)中發(fā)揮出重要作用。

“在技術(shù)上，這種機(jī)器人包含履帶式爬行器、控制系統(tǒng)以及電動(dòng)收線車系統(tǒng)3部分。爬行器配備前置多維度旋轉(zhuǎn)云臺(tái)攝像頭、470線分辨率、10倍光學(xué)變焦及白光高功率鹵素?zé)粽彰?，可在管道?nèi)直視和側(cè)視，靈活觀察，提供清晰的成像效果。同時(shí)，在高分辨率彩色監(jiān)視器上實(shí)時(shí)顯示管道內(nèi)視頻畫面信息，以及聲納分析圖像，并將所探測(cè)到的狀況一目了然地提供給檢測(cè)工作人員，從而形成準(zhǔn)確、專業(yè)的檢測(cè)報(bào)告，為后期管道修復(fù)工作提供可靠依據(jù)?！表n震峰說(shuō)。

潛下水底 打撈搜救最在行

水下機(jī)器人也稱無(wú)人遙控潛水器，是一種工作于水下的極限作業(yè)機(jī)器人。

哈工大機(jī)器人集團(tuán)水下機(jī)器人研發(fā)負(fù)責(zé)人張川指出：“在水下救撈工作中，水域環(huán)境復(fù)雜、水流湍急、潛水人員體力有限等這些因素都易形成搜救阻礙，超過(guò)30米的水下更是有很大安全風(fēng)險(xiǎn)。水下機(jī)器人可在保障潛水員在不用下水的情況下，完成大部分打撈救援的輔助工作，如水下搜尋、視頻觀測(cè)和目標(biāo)定位等?！?/p>

張川介紹說(shuō)：“在湖泊里打撈目標(biāo)物，可以先使用警用無(wú)人船通過(guò)聲吶大范圍掃描搜尋，當(dāng)發(fā)現(xiàn)幾個(gè)可疑點(diǎn)后，馬上送水下機(jī)器人潛入湖底進(jìn)一步確認(rèn)，然后使用專用工具將目標(biāo)物打撈出水面。如果需要機(jī)器人協(xié)助公安系統(tǒng)找尋刑事案件中起到關(guān)鍵作用的證物，如對(duì)水下的槍支等行兇工具進(jìn)行偵查和提取，可通過(guò)水下機(jī)器人攜帶的小型機(jī)械臂，在載重范圍內(nèi)直接抓取提撈5—10公斤左右的重物。”

據(jù)了解，水下機(jī)器人在結(jié)構(gòu)上由兩部分組成。一是水下部分，即本體部分，包括推進(jìn)器、攝像頭、聲吶系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等；二是水上部分，上端電源、控制終端通過(guò)臍帶纜與水下機(jī)器人互聯(lián)互通，為其提供能源和控制信號(hào)，機(jī)器人本體采集的視頻信號(hào)和傳感器信號(hào)也通過(guò)臍帶纜傳輸回控制終端。

“水下機(jī)器人的厲害之處在于，它所處的水下環(huán)境要比空氣中更為復(fù)雜，所以其需要更加過(guò)硬的本領(lǐng)才能完成正常的工作。復(fù)雜的智能控制系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)識(shí)別系統(tǒng)是水下機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)，保證了水下機(jī)器人可以正常穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)和看清周圍環(huán)境，其中我們自主研發(fā)的渾水成像技術(shù)可以使圖像的清晰度增加兩倍以上?！睆埓◤?qiáng)調(diào)。

現(xiàn)在一些長(zhǎng)時(shí)間浸入水中的設(shè)備如水庫(kù)的閘門、壩體、跨海大橋橋墩，經(jīng)過(guò)幾年的使用之后都會(huì)出現(xiàn)不同程度的表面腐蝕、缺損、龜裂、露筋等病害，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理將存在巨大的隱患。

“特種水下機(jī)器人將可作為一種工具，攜帶合適的觀察和檢測(cè)設(shè)備潛入水底，對(duì)相關(guān)問(wèn)題一一排查，將獲得的信息及時(shí)傳回控制終端，為后期檢修方案提供第一手資料。”張川說(shuō)。