Spis treści:
Robot Teleoperativo, nowa propozycja systemowa w dziedzinie robotyki, wyszła na świat spod skrzydeł IIT-Istituto Italiano di Tecnologia z włoskiej Genui. Wielofunkcyjny, wyposażony w wyspecjalizowany ekwipunek robot teleoperacyjny HyQReal łączy wytrzymałość ze zręcznością i precyzyjną manipulacją zapewnianą przez ramię robotyczne nowego typu.
Robotyczny system teleoperatywny
Dla rozjaśnienia – Teleoperativo to cały system i nazwa projektu, nie zaś sam robot, którego widać na materiałach. Projekt to wkład w nowoczesne metody interwencji w nieuporządkowanym, trudnym terenie wymagającym sporej mobilności. Ludzki operator może (i musi) zawsze mieć kontrolę nad robotem, nie jest więc przez robota zastępowany, ale raczej jest przez niego wspomagany w przypadku wszelkich sytuacji, w których ludzie są narażeni na ryzyko utraty zdrowia i życia. W grę wchodzi monitorowanie, na przykład inspekcje przemysłowe, a zwłaszcza reagowanie na sytuacje kryzysowe i przeciwdziałanie ich skutkom.
Konstruktorzy zaprezentowali osiągnięte wyniki w filmie. Połączony system Robot Teleoperativo jest w stanie otworzyć drzwi, uzyskać dostęp do sprzętu przeciwpożarowego i zabrać określone przedmioty, poruszać się w ciemności i chodzić po naprawdę trudnym terenie. Materiał został zaprezentowany podczas międzynarodowej konferencji ICRA 2021 z początkiem czerwca w chińskim Xi’an w prowincji Shaanxi.
Superpies HyQReal w systemie Robot Teleoperativo
Robot Teleoperativo składa się z dwóch modułowych części: robota polowego i stacji do pilotażu. Ta pierwsza część integruje wszechstronną motorykę hydraulicznego robota czterokołowego HyQReal ze zręcznością i mocą ramienia robotycznego INAIL-IIT o wielu stopniach swobody. Na stanowisku pilotażowym haptyczne urządzenie teleoperacyjne REMOTArm 6-DOF, w tym trójpalcowy egzoszkielet dłoni HEXOTrAc-Plus, łączy się z opartym na wirtualnej rzeczywistości (VR) intuicyjnym interfejsem 3D percepcji, interakcji i teleoperacji. Połączenie robot-pilot oferuje operatorowi wciągające doświadczenie telepresence. Pozwala na projekcję działań i odbieranie informacji ze zdalnego środowiska poprzez robota polowego.
Hydrauliczny czworonóg HyQReal posiada 12 przegubów hydraulicznych z maksymalnym kątem obrotu o 270 stopni. Siłowniki powstały m.in. z tytanu drukowanego w 3D – brzmi niesamowicie, ale to już się dzieje, i to od jakiegoś czasu – pierwszą seryjnie produkowaną część z tytanu w 3D wprowadziło w 2017 roku konsorcjum lotnicze Airbus. Robot jest odporny na pył i wilgoć, czujniki obejmują sensor laserowy i kamerę do mapowania 3D w czasie rzeczywistym. Całość jest chroniona aluminiową klatką, a “skóra”, czyli poszycie robota, zostały stworzone ze znanego z kamizelek kuloodpornych kevlaru, szkła i wytrzymałych tworzyw sztucznych. Mierzy sobie 90 cm wysokości, 133 cm długości i waży aż 130 kilogramów. Teraz ciekawe: w 2019 roku wykazał, że jest w stanie rozwinąć siłę wystarczającą do holowania niewielkiego samolotu o masie ponad trzech ton. Radzi sobie z pochyłościami, schodami i gruzem ze stopniem mobilności znacznie większym niż w przypadku pojazdów kołowych i gąsienicowych.
Ramię INAIL-IIT to robotyczny manipulator o dużej sile i zręczności. Ma około 1 m długości i udźwig do 4 kg. Pięć przegubów integruje w sobie kompaktowe i lekkie siłowniki, które umożliwiają manipulację w zależności od zadania w pozycji i/lub z kontrolą momentu obrotowego. Ręka robotyczna HERI II o wielu palcach łączy w sobie siłę i zręczność, umożliwiając chwytanie zarówno ciężkich, jak i delikatnych, lekkich przedmiotów.
Dzięki realizacji podobnych zadań, choć na razie tylko przy symulowanych scenariuszach laboratoryjnych, trzy lata badań rozwojowych w ramach projektu Robot Teleoperativo pokazały, że choć wyzwanie zastąpienia ludzkich pracowników jest trudne, to z pewnością nie jest nie do pokonania.
Robotyka a zarządzanie kryzysowe
Projekt jest wynikiem współpracy pomiędzy IIT-Istituto Italiano di Tecnologia i INAIL (Italian National Worker’s Compensation Authority). Projekt rozpoczął się w 2017 roku, a jego główny cel to zwiększenie bezpieczeństwa i higieny pracy w wymagających i niebezpiecznych zawodach. Teleoperativo ma być więc robopracownikiem zaangażowanym w interwencje wysokiego ryzyka w wymagających środowiskach. Naukowcy pracowali z zawodowymi strażakami, aby zdefiniować konkretne potrzeby i planują dalsze badanie wykorzystania sprzętu w realistycznych scenariuszach.
Udany rezultat powinien przede wszystkim zachęcać do dalszego przesuwania granic innowacji technologicznych w kierunku zwiększania bezpieczeństwa ludzi. Takie wynalazki po prostu napawają nadzieją, że technologia nie służy tylko celom komercyjnym i przypominają, że narzędzia same w sobie to tylko narzędzia – otwarta kwestia dotyczy tego, jak je wykorzystamy. IIT i INAIL kontynuują ścisłą współpracę w tej dziedzinie, dążąc do poszerzenia możliwości w badaniach nad zdalną telerobotyką i jej przejściem z laboratorium do rzeczywistych, prawdziwie niebezpiecznych środowisk pracy.
Nie trzeba szukać daleko. Katastrofa budowlana na Śląsku w 2006 roku na terenie Międzynarodowych Targów Katowickich, w wyniku której zginęło 65 osób, wymagała dostania się do hali znajdującej się pod zawalonym dachem, na którym warstwa śniegu przekształciła się od spodu w warstwę lodu. W akcji brały udział nieocenione Grupy Poszukiwawczo-Ratownicze z psami ratowniczymi. W podobnych sytuacjach ważne czynniki stanowią m.in. panująca temperatura – podczas akcji w MTK był to kilkunastostopniowy mróz – oraz widoczność. W tym przypadku wzbity pył ograniczający swobodne oddychanie, fakt powstania gruzowiska i utrudniony dostęp uniemożliwił ratownikom skuteczne lokalizowanie ofiar. Często nieocenioną pomocą, lepszą niż jakakolwiek znana i stosowana przez służby ratunkowe technologia, okazuje się być psi nos. Czy nie byłoby wspaniale, gdybyśmy mogli zastosować sprzęt o psiej motoryce i percepcji, który pozwoliłby czworonożnym bohaterom nieco odpocząć?
Polskie roboty w zarządzaniu kryzysowym
Biorąc pod uwagę, że najwięcej zadań z zakresu zarządzania kryzysowego w Polsce realizuje Straż Pożarna, warto przyjrzeć się wykorzystaniu robotów strażackich. Wszyscy znamy z mediów i dzieł kultury roboty policyjne i wojskowe do neutralizacji niezidentyfikowanych ładunków wybuchowych. Kolejny aspekt to Straż Pożarna – robot wspierający może pojawić się w strefie zagrożonej, w miejscu o podwyższonej temperaturze i/lub skażonym po to, aby zastosować na przykład odpowiednią kurtynę wodną, która ma ochronić strażaków lub sprzęt. Martwi nieco brak tendencji rozwojowej systemów lądowych w postaci platform jezdnych w opozycji do bezzałogowych statków powietrznych – dronów, którym zdaje się, poświęca się o wiele więcej, skądinąd należytej, uwagi.
Roboty w służbach mundurowych to domena Przemysłowego Instytutu Automatyki i Pomiarów. W rozmowie ze SKANER InfoSecurity24 z grudnia 2018 roku dr inż. Maciej Cader z PIAP wyjaśnia, że platformy jezdne, zarówno teleoperowane, jak i autonomiczne, pozwalają przede wszystkim odsunąć człowieka od stref zagrożonych i o utrudnionej dostępności. Przykładem takiego miejsca są kopalnie węgla kamiennego, gdzie może dojść do wybuchu metanu i pyłu węglowego. Po dostosowaniu odpowiednich technologii stosują je Wojsko Polskie, Policja, Straż Graniczna oraz wspomniana Państwowa Straż Pożarna. Trudność operowania systemem platformy jezdnej zależy jednak od tego, w co jest on wyposażony. Nie ma tu reżimów związanych z ciężarem obecnych w dyskusji o dronach, w związku z czym można na nich zazwyczaj zamieścić więcej sprzętu.
PIAP jest producentem m.in. bezzałogowej platformy lądowej TRM (Taktyczny Robot Miotany), które od 2020 roku służą także we Francji i w Izraelu. Jest to wyposażona w rurowy korpus platforma, na której znajdują się kamera, mikrofon oraz oświetlacze światła białego i/lub podczerwieni. Napęd zapewniają dwa sprężyste, gumowe koła umieszczone po bokach robota. Urządzenie jest konstrukcyjnie przystosowane do upadków z dużej wysokości, dlatego TRM może być wrzucony/zrzucony do obiektu (lub na miejsce akcji w otwartym terenie) ze znacznej odległości/wysokości, a następnie w sposób teleoperowany dokonywać zdalnej inspekcji.Taktycznego Robota Miotanego można wyposażyć w ładunki oślepiające i ogłuszające, co umożliwia wykorzystanie go na przykład do wywołania dezorganizacji i popłochu w grupie napastników, sprawdza się zatem w realizacji szeroko rozumianych zadań antyterrorystycznych i kontrterrorystycznych.
Jeszcze inny robot PIAP to IBIS, ciężka, prawie 600 kilogramowa platforma ze specjalistycznymi manipulatorami przystosowana także do podnoszenia butli gazowych. Pomoc w bardziej wyspecjalizowanych, wysoko niebezpiecznych zadaniach stanowią montowane w robotach akcesoria do działań CBRN (z ang. chemical, biological, radiological, nuclear). Wszystko jest tu współpracą – z jednej strony technologia i jej nośniki, z drugiej strony procedury, pomysły i kompetencje ludzi doświadczonych w niesieniu pomocy.
Jest myśl inżynieryjna i są chęci, a więc jest fantazja w narodzie – mamy nadzieję, że będą też środki, i czekamy na kolejne propozycje robotów przeciwdziałających zagrożeniom.
