رباتی که می‌تواند در مواقع اضطراری به آتش نشانان کمک کند

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از تک اکسپلور، امروزه در کشورهای مختلف محققان تلاش می‌کنند از تجهیزات و فناوری روز در راستای کاهش نقش انسان‌ در ماموریت‌های پرخطر استفاده کنند. ابزارهایی که از دور کنترل شوند و بدون نگرانی از افزایش تلفات یا هر مشکلی کار را با کیفیت بهتر و در زمان کمتر انجام دهند از مهم‌ترین نیازمندی‌های نیروهای امدادی در مواقع وقوع یک اتفاق هستند.

اخیرا محققان دانشگاه «ری خوان کارلوس» و «دانشگاه مستقل مادرید» یک ربات مستقل ساخته‌اند که می‌تواند به آتش نشانان در هنگام مواجهه با شرایط اضطراری در محیط‌های داخلی کمک کند. سیستم این ربات به گونه‌ای طراحی شده است که می‌تواند به نیروهای امدادی آتش‌سوزی اجازه دهد تا کارهای خود را بهتر برنامه‌ریزی کنند و مسیرهای ایمن را برای دسترسی به مناطق آسیب‌دیده انتخاب کنند. گفتنی است این ربات‌ها حتی می‌توانند به نیروهای امدادی در حین تخلیه مکان آتش سوزی نیز کمک کنند.

«نولیا فرناندز تالاورا» یکی از محققانی که این مطالعه را انجام داده است، گفت: این کار بخشی از پروژه‌ای به نام «HelpResponder» است که هدف آن کاهش میزان تصادفات و زمان ورود تیم‌های امدادی است.

مطالعات اخیر که به بررسی نوع آتش‌سوزی‌ها در اسپانیا می‌پردازد، نیاز به فناوری‌های جدیدی را نشان می‌دهد که می‌تواند به آتش نشانان بهتر کمک کند. این مطالعات داده‌هایی را در مورد حوادثی مانند فروپاشی سازه‌ها یا بیماری‌های مرتبط با استنشاق گازهای سمی که در محیط‌های داخلی رخ می‌دهد، جمع آوری کرده است.

تالاورا گفت: این آمار نشان می‌دهد که باید آتش‌نشانان قبل از مداخله، محیط را بشناسند. دانستن تمام اطلاعات مربوط به محل آتش‌سوزی، وجود گازهای مضر و مسیرهای احتمالی برای انجام مداخلات مؤثرتر و ایمن‌تر مهم است.

ربات ایجاد شده توسط تالاورا و همکارانش می‌تواند محیط اطرافش را کنترل کند و داده‌هایی را که جمع‌آوری می‌کند با انسان‌ها به اشتراک بگذارد. این امر با استفاده از حسگرهای مختلفی به دست می‌آید که می‌توانند دما، رطوبت و کیفیت هوا را در یک محیط داخلی و همچنین موقعیت آن و موقعیت سایر اشیاء را اندازه گیری کنند. سپس این داده‌ها در یک پایگاه داده که می‌تواند از راه دور توسط آتش نشانان از طریق یک برنامه تلفن هوشمند قابل دسترسی باشد، ذخیره می‌شود.

تالاورا توضیح داد: این ربات دارای سه حالت عملیاتی برای مقابله با سناریوهای مختلف است. حالت دستی به اپراتور اجازه می‌دهد تا با استفاده از صفحه کلید، جوی استیک یا جوی پد آن را از راه دور کنترل کند تا دستورات سرعتی را ایجاد کند. اپراتور همچنین می‌تواند ربات را از نمای مستقیم یا با رابط کاربری گرافیکی کنترل کند. در این مورد، رابط باید اطلاعات کافی برای حفظ آگاهی از موقعیت، مانند نقشه صحنه، موقعیت مکانی دقیق ربات، تصاویر دوربین آن و غیره را ارائه دهد.

وی افزد: حالت عملکرد دوم ربات که حالت مستقل نامیده می‌شود، به ربات اجازه می‌دهد تا به طور مستقل محیط داخلی را کاوش کند و در عین حال از موانع احتمالی اجتناب کند. برای دستیابی به این هدف، ربات بر یک الگوریتم برنامه‌ریزی پوشش مسیر تکیه می‌کند که از داده‌های جمع آوری شده توسط حسگرهای یکپارچه برای مکان‌یابی ربات و شناسایی موانع موجود در محیط اطراف و هدایت آن از طریق مجموعه‌ای از نقاط استفاده می‌کند.

تالاورا گفت: این ربات در حالی که در حالت خودکار است، می‌تواند کل اتاق‌ها و راهروها را پوشش دهد و اطلاعات محلی در مورد شرایط محیطی ارائه دهد. در نهایت، حالت تخلیه، نقشه مسیرهای سریع و ایمن به سمت اهداف را ایجاد می‌کند. این حالت از دانش قبلی صحنه برای محاسبه کوتاه‌ترین مسیر از موقعیت فعلی تا موقعیت هدف استفاده می‌کند. این موقعیت هدف می‌تواند خروجی ساختمان یا یک مکان خاص باشد.

تالاورا گفت: ما سیستم خود را پس از آنکه توسعه دادیم آن را در سناریوهای بسیار واقعی آزمایش و تایید کردیم. آزمایش‌های واقعی در مرکز ایمنی یکپارچه Alcorcón با همکاری سازمان آتش‌نشانی آن شهر انجام شد. نتایج نشان داد که نمونه اولیه این ربات می‌تواند در شرایط سخت کار کند و کانون‌های مهم را شناسایی کند، به طوری که آتش نشانان می‌توانند بر اساس داده‌های به دست آمده تصمیمات سریع بگیرند و یک استراتژی مداخله را ایجاد کنند.

ربات ساخته شده توسط تالاورا و همکارانش می‌تواند به زودی توسط سایر آتش نشانی‌ها مورد استفاده و آزمایش قرار گیرد. علاوه بر این، این ربات می‌تواند الهام بخش ایجاد سیستم‌های رباتیک مشابه باشد که برای کمک به سایر تیم‌های امدادی از جمله افسران پلیس یا تیم‌هایی که عملیات جستجو و نجات را تکمیل می‌کنند، طراحی خواهند شد.

تالاورا افزود: گام‌های بعدی در تحقیقات ما بهبود سیستم ناوبری مستقل با یکپارچه‌سازی سیستم عامل ربات و تقویت شبیه‌ساز آن برای بازتولید سناریوهای پویا است. یک پلتفرم وب نیز در حال توسعه است که فناوری‌های مختلفی را در بر می‌گیرد تا داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط ربات، هواپیماهای بدون سرنشین و فانوس‌های دریایی را بتوان به طور همزمان آنالیز کرد. به این ترتیب استفاده از سیستم آسان‌تر و برای مواقع اضطراری ارزشمندتر می‌شود.

سیستم عامل ربات(Robot Operating System) یا ROS یک میان‌افزار رباتیک(یعنی مجموعه‌ای از چارچوب‌های نرم‌افزاری برای توسعه نرم‌افزار ربات) است. اگرچه ROS یک سیستم عامل نیست اما سرویس‌هایی را فراهم می‌کند که برای خوشه‌ای از کامپیوترهای همگون طراحی شده‌اند.

ربات توسعه یافته توسط محققان طراحی ماژولار دارد، به این معنی که می‌توان اجزای دیگری(مانند دوربین‌های حرارتی یا سایر حسگرها) را بدون تغییر پیکربندی اصلی به آن اضافه کرد. علاوه بر این، ساخت ربات کوچک مذکور مقرون به صرفه است. کوچک بودن ربات به محققان اجازه می‌دهد تا به مناطقی که برای عوامل انسانی غیرقابل دسترسی است، دسترسی داشته باشند.

تالاورا و همکارانش ربات خود را در یک سری آزمایش از جمله شبیه‌سازی و آزمایش‌های واقعی آزمایش کردند. نتایج آنها بسیار امیدوارکننده بود، زیرا ربات می‌توانست در حالی که به طور مستقل از موانع عبور کرده و پشتیبانی ارزشمندی را برای آتش‌نشانان ارائه می‌کند، به طور موثر با شرایط مختلف مقابله کند. در ارزیابی‌ها، این ربات به لطف اجزای قوی و باتری خوب، می‌تواند ماموریت‌های مختلفی را در یک روز انجام دهد. این تیم همچنین شبیه‌سازی‌هایی از ربات ایجاد کرد که می‌تواند به آتش‌نشانان کمک کند تا برای مداخلات آتی در محیط‌های داخلی آماده شوند و به آنها کمک کند کارآمدترین و ایمن‌ترین مسیرها را برای رسیدن به مکان مورد نظر شناسایی کنند یا به سادگی با استفاده از ربات این کار را تمرین کنند.

البته در دنیا از ابزارهای دیگری نیز در این زمینه استفاده می‌شود که در ادامه به طور خلاصه ذکر کرده‌ایم.

۱- ربات کرم حرارتی

این ربات می‌تواند از پله‌ها بالا رود و در داخل اتاق‌ها حرکت کند و اقدام به اطفای حریق نماید. این ربات با کنترل از راه دور قابل هدایت است.

۲-جت‌پک
یکی از فناوری‌های امروز در دنیا که برای اطفای حریق در ساختمان‌های بلند استفاده می‌شود، جت‌پک‌ها هستند. این جت‌پک‌ها قابلیت پرواز تا ارتفاع سه هزار پایی را دارند و با سرعت ۷۴ کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کنند.

۳- آبپاش توربینی

این آبپاش قدرتمند آب را به صورت پودری تا فاصله ۶۰ متری و به صورت مستقیم تا بیش از ۹۰ متر می‌پاشد و در استرالیا، آلمان و ولز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۴- فایر آکس

این ربات چرخ‌دار تقریبا یک پکیج کامل است که تانکر آب را نیز با خود حمل می‌کند و قدرت خیره‌کننده در پاشیدن آب دارد و می‌تواند به صورت مستقیم بوسیله کاربر و یا با برنامه از پیش طراحی شده عملیات خود را انجام دهد.

یافته‌های این مطالعه در مجله «Journal of Field Robotics» منتشر شد.