MIT研發「藤蔓機器人」SPROUT!災難救援新利器
當重大災害發生導致建築物倒塌時,受困者往往被埋在瓦礫堆中。傳統救援方式不僅危險,對搜救人員的體力更是極大考驗。為此,MIT林肯實驗室與聖母大學合作開發出「柔性路徑探索機器人觀測單元」(SPROUT),這款革命性的藤蔓機器人將徹底改變災難搜救模式。
SPROUT屬於軟體機器人,能像植物藤蔓般在障礙物間靈活伸展,穿梭於狹小空間。救援人員可將其部署在倒塌建築物下方,即時探索環境、繪製地圖,並找出最佳進入路線。研發團隊成員Chad Council強調:「都會搜救環境極其惡劣,連最堅固的科技裝置都難以運作。藤蔓機器人的運作原理,正好能克服其他平臺面臨的多數挑戰。」
現行搜救科技存在明顯限制:專用攝影機只能直線探測,若要深入瓦礫堆就必須開鑿通道;傳統機器人雖適合在廢墟表面移動,卻難以進入狹窄不穩的結構,且維修成本高昂。SPROUT的創新之處在於:以低成本、易操作的設計,搭載攝影機與感測器,在曲折路徑中自由穿行。
這款機器人由氣密織物製成的充氣管構成,從固定基座展開後,透過氣壓控制延伸方向。頂端配備的攝影機與感測器能即時傳回環境影像,操作人員只需透過搖桿與螢幕就能遠端導航。目前SPROUT可延伸至3公尺,團隊正致力將範圍擴充套件至7.6公尺。
研發過程面臨諸多挑戰,包括如何精確控制這種多節點彎曲的柔性材料——就像試圖操縱一條扭動的灑水玩具水管。團隊必須精準調節內部氣壓,使操控直覺如「推搖桿即前進」,同時最佳化管道摩擦係數與轉向系統。
聖母大學Margaret Coad教授的專業貢獻至關重要,她作為藤蔓機器人的主要發明者之一,帶來關鍵的製造與建模技術。團隊還開發模擬器重現倒塌建築情境,並建立演演算法繪製空間地圖。在麻州第一特遣隊訓練場的實測中,SPROUT已展現卓越的耐用性與便攜性。
計畫主持人Nathaniel Hanson指出:「都會搜救團隊通常缺乏研發資源,我們希望將這項技術推進到實用階段。」未來除繪製空間地圖外,更將發展危險定位與行動安全評估功能。Hanson強調:「機器人的機械效能只是基礎,真正目標是重新思考如何運用感測器提升救援團隊的環境感知能力——在任何人進入瓦礫堆前,SPROUT就能提供完整的現場情資。」
這項技術的應用潛力不僅限於災難救援,軍事系統維護或關鍵基礎設施檢修等難以觸及的場域,都將是SPROUT大展身手的舞臺。