勇夺国际隧协大奖,仿生机器狗如何“活跃在地下”?

在地下工程的勘探、建设和维护中,机器人应用已经成为了新的发展趋势。在智利丘基卡马塔地下矿场项目中,施工团队成功应用了Spot机器狗,不仅提升了现场安全性,还增加了工作效率。该项目还获得了2022年国际隧协大奖中的“年度装备与设备创新奖”。

Spot机器狗的优势在于其系统兼容性强大,续航能力优秀,具备摔倒后自主重新站立的能力,这些特性在环境恶劣的地下采矿场中是至关重要的。

具体应用

1)危险环境中的检测工作。在地下工程施工中,有些工作是在危险的环境中进行的,例如每次钻爆施工完成都需要检查所用炸药是否全部被正确引爆。这项检查工作可能要面对未爆炸的爆炸物、残余的有毒气体、地势不平加照明不足造成的跌倒风险。Spot机器狗越障能力强,并且具备在摔倒后自主重新站立的能力,这些特点使得它可以胜任这项任务。Spot机器狗在抵达目标区域后,会利用搭载的设备拍摄图像并进行点云扫描,然后自主按照原路返回安全区,提供数据。

2)质量控制和测量工作。在智利的工程中,Spot机器狗承担了喷射混凝土质量控制和测量等工作。机器狗身上携带着几种不同的传感器,1台设备1次测量就可以收集到多种数据。Spot机器狗的实际应用效果明显,显著提升了测量和质检工作的效率。

缺陷

1)通讯能力。远程遥控与实时图像传输都需要高速无线网络,而地下工程施工现场实现信号全覆盖比较困难,想要实现实时的数据交互就需要机器狗携带大功率的通讯设备。

2)载重问题。Spot机器狗的载重能力有限,这意味着它很难搭载大型设备,对其功能存在一定的限制。

3)移动速度问题。Spot机器狗的移动速度最大可达1.6 m/s,如背负设备并在困难地形中行动时,速度会大大放缓。

增大体型是解决以上问题的简单方法,更大的载重意味着机器人能够携带更多的设备和通讯工具,并采用功率更大的动力系统;但更大的体型及质量也意味着灵活性与稳定性的降低,如何取得平衡将是未来技术发展的关键。