Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

FP6

Najciekawszy artykuł

Źródło dofinansowania: FP6-IST

Przykłady udanych projektów – Roboty zdążają na ratunek

Ekipy strażaków oraz usług awaryjnych ratują życie ludzkie, podejmując w ciągu ułamka sekundy decyzje w wyjątkowo niebezpiecznych sytuacjach. Podjęcie prawidłowej decyzji zależy od posiadania możliwie najlepszych informacji, by można było prawidłowo oceniać i realizować najlepszy ze sposobów działania. Ostatnie prace w dziedzinie robotyki mogą w tym zakresie zapewnić cenną pomoc.
Przykłady udanych projektów – Roboty zdążają na ratunek
W ważnych operacjach, takich jak walka z pożarem i usuwanie min polowych, nie może być miejsca na błędy. Priorytet stanowi tutaj zapewnienie efektywnej informacji. „W przypadku dużego pożaru w Wielkiej Brytanii, usługi straży pożarnej klasyfikowane są w trzech kategoriach: brązowej, srebrnej i złotej”, wyjaśnia Jacques Penders, szef Ośrodka Badań Automatyzacji i Robotyki (CARR) przy Uniwersytecie Hallam w Sheffield.

„Takie sytuacje angażują wiele różnych osób i funkcji, a jedną z charakterystycznych sytuacji jest utrata informacji”, wyjaśnia dalej Pan Penders. „Ekipy strażaków przybywają zazwyczaj na miejsce jako pierwsze, analizują sytuację i mogą w razie potrzeby zarządzić przybycie dodatkowych ekip. Jeśli zdarzenie sklasyfikowane zostaje w wyższej kategorii, to nie ma czasu by usiąść i dyskutować o sytuacji przez dwie godziny, toteż informacje są w sposób nieunikniony utracone.”

Jest to jeden z powodów, dla których istotne jest posiadanie efektywnych systemów informacji. Aby prawidłowo funkcjonować, ekipy naziemne potrzebują mieć dostęp do dokładnych i niezawodnych informacji. Po pierwsze, informacje takie muszą być zbierane efektywnie, a po drugie muszą być przetwarzane w sposób możliwie najbardziej wydajny. Na przykład, sprawą ważną jest, by niezbędne dane przekazane zostały szybko do komendanta kierującego akcją, natomiast nieistotne informacje zostały pominięte.

Konieczność taka była powodem zainicjowania projektu pod nazwą „Roboty ratownicze wyposażone w układy wizji i detekcji skażenia chemicznego” (View-Finder), którego koordynatorem został Dr Penders. Dr Penders i jego partnerzy zainteresowani byli w znalezieniu sposobu, w jaki można byłoby zastosować robotykę do istniejących struktur zbierania i rozpowszechniania informacji dla usług ratownictwa, a tym samym usprawnić operacje ratunkowe w terenie. Początkowe rozmowy, organizowane przez Królewską Akademię Wojskową w Belgii, prowadzone były między potencjalnymi użytkownikami i dotyczyły ratowników pierwszej pomocy, takich jak strażacy i innych ekip ochrony cywilnej.

Finansowany przez UE projekt realizowany był w latach 2006 do 2009, umożliwiając badanie semi-autonomicznych mobilnych platform robotów w celu ustalenia bezpieczeństwa naziemnego po wypadkach pożarów. Zbadano także w jaki sposób automatyczne roboty mogą być włączane do wszechstronnego systemu reagowania na sytuacje awaryjne. „W ramach tego projektu nie udało się rozwiązać wszystkich problemów”, mówi Dr Penders. „Ale zrobiliśmy duży krok do przodu oraz przekonaliśmy docelowych użytkowników, że robotyka może mieć w tej dziedzinie przyszłość. Strażacy nie wiedzą zbyt dużo o robotyce — nie jest to przecież ich dziedzina — ale projekt ten zapewni im uzyskanie informacji o tym jakie istnieją możliwości.”

Na ziemi

W celu umożliwienia zbierania danych zainteresowano się integracją szerokiego zestawu optycznych i chemicznych czujników instalowanych na mobilnych robotach i zdolnych do przekazywania danych oraz obrazów z miejsca pożaru do stacji bazowej. W ramach projektu View-Finder zaprojektowano także indywidualne czujniki służące do zamontowania na robocie i pracujące autonomicznie w granicach przypisanego im zadania.

Opracowano roboty, które mogą planować swój tor przemieszczania oraz unikać przeszkód podczas dokonywania inspekcji terenu. Jedną z koncepcji projektu było umożliwienie operatorom robotów monitorowania realizowanych procesów oraz wysyłanie zapotrzebowania na realizację zadań za pośrednictwem łatwych w obsłudze elementów sterowania w stacji bazowej.

W ramach projektu skoncentrowano się na dwóch możliwych scenariuszach — dotyczących sytuacji w pomieszczeniach i na zewnątrz — opracowując odpowiednią konstrukcję robota dla każdego ze scenariuszów. Do scenariusza wewnątrz pomieszczeń wykorzystano robota wyposażonego w dwa dalmierze laserowe, z których jeden zamocowany został do ruchomego podzespołu, zapewniając obrazy trójwymiarowe. Robot ten wyposażony został także w umieszczony z przodu zestaw sonaru, obrotową kamerę z możliwością przybliżania, urządzenie o dalekim zasięgu do bezprzewodowej łączności oraz zestaw czujników chemicznych.

Zastosowano dwa rodzaje czujników chemicznych do wykrywania niskich i wysokich stężeń lotnych substancji organicznych (VOC) oraz toksycznych gazów. Zestaw czujnika mikrowagi kwarcowej (QCM) skonstruowany został tak, by zapewnić bazę do rozpoznawania wzorów różnych substancji (VOC), a ponadto zastosowano także czujnik zbudowany w oparciu o półprzewodniki tlenkowe (MOS).

Roboty stosowane na zewnątrz musiały być zdolne do pracy w całkowicie nieuporządkowanym środowisku oraz zdolne do autonomicznej nawigacji. Inną zasadniczą cechą robotów stosowanych na zewnątrz była ich zdolność do samoczynnego określania możliwości do pokonywania znajdującego się wokół nich terenu. „Na zewnątrz trzeba było zastosować bardziej skomplikowany układ robota”, mówi Dr Penders. „Ponadto, z uwagi na występujące na zewnątrz ciągłe zmiany oświetlenia, sprawy były bardziej skomplikowane”.

Przekazywanie danych do bazy

W kolejnej fazie projektu upewniano się, iż zebrane przez roboty dane przekazane zostały do stacji bazowej możliwie jak najszybciej, mogą być łatwo zinterpretowane i wykorzystane. Szerokość pasma, wymagana do wysyłania danych odczytywanych przez czujniki, między robotem a stacją bazową, była starannie przemyślana, a przekazywanie danych zrealizowane zostało przez program Mailman, dopracowany serwis komunikacyjny, oferujący wysoką jakość usług w sieciach bezprzewodowych. Stacja bazowa dokonuje połączenia zebranych informacji z innymi informacjami pobranymi z dużych baz danych informacyjnych GMES („Globalne monitorowanie środowiska i bezpieczeństwa”). Takie połączone dane są następnie przekazywane do punktu dowodzenia operacyjnego oraz do pierwszych ekip ratowniczych wzywanych na miejsce wydarzenia.

Dla stacji bazowej opracowano metody współdziałania z zastosowaniem ekranów dotykowych. Przewiduje się, że większość czasu operatora poświęcona będzie monitorowaniu pracy robota, natomiast dane wejściowe od użytkowników nie będą częste. Sporadyczne współdziałanie dostosowane jest do natury pracy z ekranami dotykowymi.

„Ważne jest, by zdać sobie sprawę, że View-Finder był projektem badawczym, toteż nie spodziewaliśmy się wyjść z ostatecznym produktem”, mówi Dr Penders. „Ale pomimo, iż projekt nie będzie kontynuowany jako taki, opracowywany jest dalszy plan badań dotyczących przetwarzania danych oraz stereowizji. Skontaktowała się z nami także lokalna policja w South Yorkshire, zachęcając do dalszego prowadzenia prac.”

Projekt prezentuje olbrzymi potencjał w dziedzinie zastosowania robotyki do usług ratownictwa. Lokalna policja, która posługuje się tresowanymi psami w sytuacjach grożących użyciem broni, zainteresowana była, czy wykonalne byłoby w takich przypadkach zastosowanie robotów.

„Policja usiłuje wysłać psa z zamocowaną kamerą, by przekonać się, czy może być użyta broń palna”, wyjaśnia Dr Penders. Utrata psa jest kosztowna, toteż wydział policji z South Yorkshire chętnie widziałby zastosowanie w tym celu robotów.

„W tym przypadku nie wiadomo, czy robot będzie spełniał zadanie lepiej, ale lepiej jest stracić robota niż psa. Robotyka dokonuje postępu, ale wciąż dzieli ją przepaść od sposobów reakcji człowieka w takich sytuacjach”, kończy Dr Penders.

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę