王先森日记第69篇:物流、救援和巡检中的人机协作

一、外骨骼机器人提高工作效率

第一个是我们觉得很科幻的外骨骼机器人,这是针对具体行业的,主要目的是提高人的工作效率。

1. 外骨骼在军事和医疗领域的应用 

对于外骨骼机器人,其实你应该并不陌生,最高级的要数钢铁侠的外骨骼贾维斯了,当然,那距离我们还太远太远,而且未来可能也不是那个样子,稍微近一些的,是电影《明日边缘》里汤姆·克鲁斯穿的外骨骼和电影《极乐空间》里马特·达蒙的外骨骼。

事实也确实如此,外骨骼机器人最早就是应用在军事领域。

目前最知名的军事外骨骼机器人有两种:

一个是美国雷神(Raytheon)公司的 XOS;

另一个是洛克希德·马丁公司的 HULC(Human Universal Load Carrier)。

这两家公司都是美国国防部的巨额资助对象,但侧重点并不一样,雷神公司专注研究全身机械外骨骼,而洛克希德·马丁公司专注研究可增强下肢能力的机械外骨骼技术。

外骨骼第二个主要应用领域,是医疗领域。

主要就是帮助腿脚不便的老人及残障人士,穿戴以后,可以辅助恢复他们腿部的行走能力,甚至未来能帮助瘫痪在床的残障人士重新站立行走。

2. 外骨骼在物流领域的应用 

军事和医疗领域的应用我们先不展开说了,我们主要讲它在物流领域的应用。

比如在2003年,日本松下公司的孵化器就诞生了一家做外骨骼机器人的公司,叫 Active Link。这家公司主要关注能提高搬运效率的外骨骼机器人技术。

2017年4月,松下和三井物产投资了这家公司后,把新公司改名为 ATOUN,着重开发人和机器共同协作的外骨骼装置。他们的理念是, 机器人不抢人类的工作,而是提升人类在工作现场的工作表现。 

如今,型号为 AWN-03 的外骨骼机器人已经在日本销售了,专门用来搬运货物。我们都知道工人在搬运货物时,需要经常弯腰,时间长了腰部会非常酸痛,这种感受你可能也有体会。

这款外骨骼机器人有三个特点:

第一,它穿戴非常容易,使用者不需要别人帮助就可以穿上或脱下;

第二,工作过程完全自动化。当使用者开始弯腰搬运重物时,设备可以自动感知到弯腰的动作,并将信号发送到电机,为人体的四肢提供外部助力,可以帮工人的腰部减轻15公斤左右的负重;

第三,它一次充电,可以持续使用8个小时,也就是一个工作日。

总的说来,目前外骨骼机器人无论在医疗领域,还是军事领域,都很受创业者和投资者关注,但实际上,这两个应用领域的技术要求门槛很高,而工业领域其实是一个比较容易实现产品落地的地方。

二、用于救援领域的机器人 EMILY

说完外骨骼机器人,我们再聊下在救援、巡检等领域的机器人。

讲一个真实的例子:

利比亚内战持续好多年了,因此有大批平民被迫逃离他们自己的国家,通过船只从地中海进入欧洲避难。但是,他们使用的船只很多只是简陋的小船,根本不适合这种长途航行,而且还经常超载。所以航行过程中,船只损坏、翻船的事情经常发生,而且要命的是,这种难民船上根本没有足够的救生衣,这就导致很多难民溺水死亡。

其中希腊的莱斯沃斯岛就是溺水事故高发区。所以在2016年,岛上的海岸警卫队就使用了一种水上救援机器人,来救助落水的难民。在刚开始使用的不到10天,就成功营救了超过200名难民。

这个水上救生机器人名叫 EMILY,它由美国 Hydronalix 公司研发。

从外观上看,这款机器人长约1.2米,重约11千克,看起来像一个裹着橙红色救生衣的圆筒。虽然体积不大,但它的浮力一次可以救援5个人以上。而且它使用的是航空级复合材料,可以直接从直升机上或者桥梁上抛到水上使用。

为什么要用航空级复合材料呢?

这是为了减轻重量,保障足够的强度,以及耐海水的腐蚀。

EMILY 由电机驱动航行,有防水的麦克风和无线电通信设备,可以实现远程救生员和落水者的语音通话,同时,它还安装了具有夜视能力的防水相机,可以通过智能手机远程观察现场,即使在晚上也能工作。

那么,它是如何工作的呢?

比如人类救生员通过望远镜或肉眼观察水面,当发现有人落水,就能远程用 EMILY 快速赶往落水地点,它的速度可以达到每小时35公里。在到达落水者身边后,落水者可以抓住机器人或者救援绳,然后被快速带到岸边,或者让附近船只配合救援。而且,EMILY 的抗风浪能力非常强,可以在人类救生员难以到达的危险水域实施救援。

三、用于高压线巡检的无人机

听到这儿,估计你可能想到了这跟遥控无人机执行任务是一个道理。确实,无人机不仅在物流行业,还能在巡检、测绘、侦察领域协助人类。

就以高压线巡检来说,我们知道,高压线本身架设得非常高,所以人工巡检就必须爬到很高的位置进行检查,而且高压输电线路有不少都架设在深山老林里,这给巡检工作带来了很大的障碍。人工巡检既危险,效率又低。

而采用无人机巡检就能够轻松解决问题,一边遥控,一边可以在地面接收设备上实时看到高压线路的情况,而且还可以360度无死角地观察。这比人工巡检效率高多了,而且解决了以前人工巡检的盲区问题。

目前国内大多使用大疆无人机进行电力巡检,一次18分钟的飞行就可以巡检5公里的范围,工作效率是原来人工巡检的8-10倍。

此外,还有一个有意思的现象,以前年轻人不愿意做高压线路巡检这种苦活累活,甚至有些地方高薪都招不到人,自从有了无人机巡检后,这个工作突然变得时髦起来,很多年轻人都加入了巡检的岗位。当然了,除了电力巡检,无人机也已经广泛用于边境、山火多发区域、危险区域执行巡检任务。

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