“反恐爬壁機器人”到底如何爬壁?

自從美國9·11恐怖事件之后,國際反恐的呼聲一浪高過一浪,而恐怖分子的活動還在繼續(xù),各國針對反恐的高科技研究還在深入。近日,一種專門應(yīng)用于反恐領(lǐng)域的“爬壁機器人”在哈爾濱工業(yè)大學(xué)誕生。由哈工大承擔的“面向反恐偵查的微聲爬壁機器人的研究”課題日前在北京通過驗收。從而誕生了一種專門應(yīng)用于反恐偵查領(lǐng)域的“爬壁機器人”。

許多人都不清楚,也都想知道,這個爬壁機器人長得什么樣?到底怎么爬壁?它爬壁的過程是什么樣的?它有多快的速度?它受不受天氣的干擾?它對墻壁有什么要求?它還在哪些方面需要改進?它除了在反恐方面有用外還可以用來做什么?

圖：由日本Hokaido tech college 研發(fā)的爬墻機器人（僅供參考）
帶著這些疑問,記者采訪了課題負責人李滿天博士,也有幸目睹了這個新玩意一展爬墻風采時拍下的視頻。但,遺憾的是,實物去了北京,沒能一飽眼福。

爬壁機器人

走進哈爾濱工業(yè)大學(xué)的機器人實驗室,研究人員打開了電腦,屏幕上播出了一組畫面。一個幾乎每棟樓上都可以看到的普普通通的空調(diào)外掛機出現(xiàn)在畫面中,研究人員指著“空調(diào)外掛機”告訴記者,這個就是我們研制的反恐爬壁機器人。

新鮮、好奇,有些不可思議。

許多人了解到的機器人大多都是具有人的形狀,而這個機器人為什么要做成這樣一個“很不像”普通人眼里的機器人樣呢?細看,在它的一邊,有一只伸出的“手臂”,手里還拿著一個“對講機”。李博士介紹,這個機器人是仿空調(diào)外掛機制作的,為了在反恐偵查過程中,便于偽裝,它的手臂可以攜帶攝像頭、武器模塊、遙控裝置等,它的大小和空調(diào)外掛機相當,是320MM×280MM×150MM的長方體。這種爬壁機器人采用負壓吸附、單吸盤、四輪移動結(jié)構(gòu)方式,具有移動快、吸附可靠、適應(yīng)多種墻壁表面、噪聲低(70分貝)、結(jié)構(gòu)緊湊、控制方便靈活等特點。

七大疑問——

怎么在陡峭的壁上吸附?

一個類似空調(diào)外掛機的東西怎么爬壁呢?它利用了什么原理呢?李博士介紹說,爬壁機器人利用負壓發(fā)生器和負壓槍來實現(xiàn)這一過程。負壓發(fā)生器設(shè)有多個單吸盤,通過排氣來實現(xiàn)吸盤的吸附,在排出的氣量大于進氣量時,就會形成負壓,外面的大氣壓就會很自然地把機器人擠壓到墻壁上。然而,這還不能使其完全吸附,同時還要配上耐磨,彈性好的材料作為密封性的保證,才能使它在墻壁上完全吸附。

怎么爬行?怎么轉(zhuǎn)彎?

怎么爬行是爬壁機器人必須做到的一項份內(nèi)之事,在它的底部有兩組輪,用來移動和轉(zhuǎn)彎。在需要轉(zhuǎn)彎時,它靠調(diào)整兩組輪的轉(zhuǎn)動速度來改變方向。例如,它在向上爬的過程中,需要向左轉(zhuǎn)來改變自己前進的方向,就讓右邊的一組輪子轉(zhuǎn)動快點,左面的一組輪子相對速度放慢,這樣就很容易改變方向了。

對墻壁面有什么要求?

我國樓宇的墻壁面,有70%采用了瓷磚貼、石灰粉刷、水泥粉刷、紅磚墻面四種形式。前三種墻面對爬壁機器人來說,只是小菜一碟,平整光滑的表面利于吸附和爬行。唯獨紅磚墻面,它需要認真對待,表面粗糙、凹凸不平、磚與磚之間空隙大等特點都對它是一個挑戰(zhàn),嚴重影響它的吸附能力。

天氣情況對它爬壁有什么影響?

不知道大家注意沒注意,當天氣變冷,我們的手機在受冷的情況下會變得反應(yīng)遲鈍。人們或許會擔心,爬壁機器人是不是也有同樣的弊病?“不會,機器人是在哈爾濱研制,在零下27攝氏度的情況下我們做過試驗,一點也不影響它的吸附能力和爬壁速度?！崩畈┦孔孕诺卣f。然而,他也指出,在雨天若墻壁上有微小水流,會對爬壁機器人有影響,打濕它的吸聲棉,增大了負載,并影響了噪音,在反恐斗爭中容易暴露目標。

它的速度有多快?負載量有多大?怎么偵查?

在反恐斗爭中,時間就是生命,因此,無論是從偵查情況還是做出決定都要在很短的時間里完成。據(jù)李滿天博士介紹,爬壁機器人每分鐘可以爬到10米以上的地方,相當于三層樓的高度。如果犯罪分子在一棟樓的20層某個房間作案,那么它就能在6分鐘左右到達最佳的偵察位置。同時,它在爬樓的過程中負載量在2.5公斤到3公斤,完全可以攜帶武器模塊,在危機時進行攻擊。以反樓宇內(nèi)人質(zhì)劫持為例,犯罪分子隱藏在房間里,外面的反恐人員很難了解到房間內(nèi)部的情況。這時,反恐人員可以為反恐爬壁機器人配備偵查設(shè)備,利用遙控裝置控制其悄無聲息地沿壁面爬到便于偵查的位置。爬壁機器人把用攝像機拍攝到的房間內(nèi)部的圖像,通過無線傳輸裝置實時傳到幾百米外的終端,為反恐人員判斷形勢、做出決斷提供現(xiàn)場依據(jù)。

除在反恐偵查領(lǐng)域有用外還可以用在什么地方?

據(jù)李博士介紹,除去這一領(lǐng)域,它的用途相當廣泛,在多個行業(yè)都有涉獵。例如在核工業(yè)領(lǐng)域,對核廢液儲罐進行視覺檢查、測厚及焊縫探傷等。在石化企業(yè)對圓柱形大罐或球形罐的內(nèi)外壁面進行檢查或噴砂除銹、噴漆防腐。在建筑行業(yè)噴涂巨型墻面、安裝瓷磚、壁面清洗、擦玻璃等。還可用于消防部門傳遞救援物資,進行救援工作。

還需要在哪些方面改進?

在談到這一問題時,李博士表示,目前,它缺少翻越障礙的本領(lǐng)。它只僅僅局限在平整的墻面上爬行,如果墻壁之間有大的斷裂,它只能敗北,停止前進。為此,他們打算給它再做進一步改進,讓它多出幾個關(guān)節(jié),可以更好地適應(yīng)各種墻壁,同時具有翻越障礙的能力 。

以下視頻并不是本文討論的爬壁機器人，但是也是利用負壓吸盤，所以也非常具有代表性。