拆弹机器人已经存在很长时间了，并且这项技术也经历了长足的发展。其中最新的一款，名为Taurus，可以通过虚拟现实头显来导航，提供给操作人员前所未有的操作体验。从自动化，到电池上的创新，在拆弹机器人领域，哪些趋势是最普遍的呢?
机器人被用来执行人类不想做的工作或者不能做的工作。而拆除和处置炸弹则是危险性最高的工作之一，在战场上拆除炸弹，会更复杂，更危险。所以，从上世纪70年代开始使用无人设备来执行这种任务可以说是很明智的。
对于机器人来说，拆除炸弹是其最早的实际应用场景之一，从最初应用到现在已经大概50年了，拆弹机器人也经历了巨大的转变，从一开始的用线缆来控制的履带式拆弹车，到使用虚拟现实(VR)和先进的传感反馈技术的现代化拆弹机器人。
“在刚刚过去的10到15年间，机器人领域的研发工作和人才投入获得了大幅增长，拆弹机器人也因此受益，”Ultralife Corporation的应用工程经理Jonathan DiGiacomandrea说道。
“这些机器人更新换代的步伐也在显著加快，这已经成为了一个发展非常迅速的领域。整体而言，相比以前，现在的机器人正在变得越来越精确且可信赖。”
控制方式的演进与VR的应用
或许现在的拆弹机器人和以前的老型号之间最显著的区别就是其用户控制方式了。使用线缆来控制机器人的日子已经一去不复返了，现在几乎所有的东西都可以远程控制了。比如斯坦福国际研究院(SRI International)使用的Taurus，可以让操作人员以前所未有的方式看到实际的拆弹场景。这是让拆弹专家能够最近距离执行任务，同时不用亲自身处险境的方式。
在使用VR头显之前，Taurus的操作人员不得不使用笨重的3D显示器以及特别设计的控制器，可以将操作人员手部的动作转换成机器人的抓手的动作。随着VR技术的发展，3D显示器已经被VR头显和很容易就能买到和使用的控制器取代，比如Oculus Rift。
很容易就能联想到VR游戏正在使用的技术，但二者的相似性远不止此。根据DiGiacomandrea，用来操作很多机器人的远程控制系统正在与触觉反馈设备相结合，这样就能通过震动来提示警告信息，就像游戏里那样。
“我们看到一些公司正在使用VR手套，或者至少是VR的交互界面，而不是使用手柄和操纵杆，”DiGiacomandrea说道。“在接下来的这几年，我认为VR会真正成为一种控制不同类型的机器人的方式，而拆除炸弹则是VR的一个重要用途。”
耐用的、先进的供电系统
电池和供电方面的创新也意味着拆弹设备能够被设计的更轻便，更便于携带，并且能够在无需再次充电的情况下持续运行，也就意味着在关键时刻它不会出问题。
“考虑到作业环境，电池的问题可能会带来灾难性的后果，尤其是在危险的环境中。”
“过去几年间，我们在客户身上发现，供电系统是客户在产品中提及次数最多的部件，同时，我们也希望供电系统是整个产品中最少出问题的部件。”DiGiacomandrea说道。
过去，机器人依赖于铅酸蓄电池，但最近几年间锂离子电池技术的进步意味着电池组的重量能够降低一半甚至是三分之二，这对于机器人的轻量化是极为重要的，还可以轻松获得双倍的电能密度。
当然，这些电池模组也需要尽可能的坚固耐用，考虑到作业环境，电池的问题可能会带来灾难性的后果，尤其是在危险的环境中。
目前电池方面的创新是由电动汽车领域来引领的，他们在电能密度方面的进步十分引人注目。“你将会看到供电系统方面持续的进步，这将能够让机器人设计者们在机器人身上安装更多复杂且高性能的工具，”DiGiacomandrea说道。
敏捷性和移动性的提升
虽然早期的设计可以让操作人员在远处拆除炸弹，但机器人仍然必须部署在能够看到炸弹的地方，并且要在相对平整的地方。摄像机和传感器的发展可以让拆除工作在操作人员视线之外的地方进行。但问题仍然存在，那就是，机器人必须要先到达炸弹所在地。如果炸弹位于一座建筑的三楼，进入这座建筑就会相当危险了，更别提还需要安装炸弹拆除和处置设备了。
好在刚刚过去的这几年间，我们见证了拆弹机器人在敏捷性和移动性上的显著进步。位于英国梅德韦的格林威治大学和NIC Instruments在前几年合作开发了一款机器人，可以爬台阶和开门。最新的灵巧型机器人还能打开汽车后备箱，拆除汽车炸弹。波士顿动力(Boston Dynamics)测试了能够纵身跳墙的机器人，并且现在正在被考虑用于拆除炸弹。
随着机器人变得越来越精细复杂，拆弹机器人也能够进行更为复杂的交互。“在过去的几年间，我们看到，拆弹机器人工程师们再也不会依赖过去的方法了，”DiGiacomandrea说道。
“在以前，工程师们用的是刺探或者拖曳的方法。前者是要使其爆炸或拆除炸弹，后者则是把炸弹拖到另一个地方。我们最近发现 ，人们正在转向更加复杂的拆除炸弹的方式。比如用灵活的接口来复制人的手部动作，或者使用外科手术一样的操纵器。”
最初发布于2019年1月22日
原文链接：https://www.army-technology.com/features/bomb-disposal-robots-the-new-frontier/