Un gruppo di robot utilizzati per svolgere lavori di sicurezza è ampiamente utilizzato in ambito civile. Molti di loro sono controllati a distanza o semi-autonomi, quindi sono considerati veri e propri robot, mentre altri sono dispositivi robotici con un livello limitato di autonomia. Gli sviluppatori classificano principalmente i robot di salvataggio e sicurezza in base ai tipi di disastri.
Tipi di operazioni effettuate dai robot
I robot di sorveglianza sono utilizzati per assistere le guardie umane che coprono un grande territorio o per vigilare in una zona potenzialmente pericolosa. Tipicamente, sono basati su una piattaforma robotica mobile, sulla quale possono essere montati diversi strumenti specializzati, in modo che possano essere adattati a compiti particolari in molte applicazioni. Questi robot mobili portano una varietà di sensori, a seconda della loro applicazione specifica o dell'ambiente della missione: come apparecchiature fotografiche (compresi gli infrarossi) per la teleoperazione e la telepresenza, o microfoni per aiutare a rilevare la presenza umana, così come sensori chimici o di fumo. Di solito, i robot hanno una grande somiglianza o sono in molti casi, derivati tecnici di veicoli terrestri, aerei o subacquei senza equipaggio da applicazioni di difesa.
OC Robotics ora GE Aviation (UK) offre un diverso design di robot a braccio di serpente in grado di raggiungere spazi scomodi. Dove un robot a collegamento rigido è limitato dai gomiti nelle sue braccia, un braccio a serpente può seguire il suo naso per passare attraverso piccole fessure e intorno a ostacoli stretti. Gli oggetti da ispezionare attraverso piccoli buchi o fessure potrebbero essere diversi come automobili, bagagli o contenitori.
L'incidente di Fukushima come scenario operativo di robot di sorveglianza/sicurezza su larga scala.
Il Grande terremoto del Giappone orientale è stato un evento drammatico che ha colpito il Giappone l'11 marzo 2011. Lo tsunami che ne è seguito ha portato danni estesi e gravi a Tohoku (Nord-Est). Sono stati fatti grandi sforzi per mettere in sicurezza la centrale nucleare di Fukushima.
Negli sforzi disperati, i robot sono stati introdotti nell'area, in particolare, per ispezionare il sito nucleare, raccogliere dati e distribuire sensori e altri attrezzi. Diversi resoconti riflettono l'uso e il funzionamento dei robot (ad esempio, da QinetiQ, iRobot e altri). È stato dichiarato che il governo giapponese ha speso 300 milioni di dollari per sviluppare sei prototipi di robot per assistere negli incidenti nucleari, ma gli operatori delle centrali nucleari hanno deciso di non acquistarli. Questi robot sono stati sviluppati sulla scia di un incidente del 1999 in un altro impianto nucleare in Giappone.” I robot possono essere utilizzati all'interno della zona del disastro per operazioni di pulizia a lungo termine. Un'impressione delle attività di salvataggio e dei robot utilizzati sono accessibili su vari siti web in questi sforzi (testi e immagini).
Di particolare interesse può essere la panoramica dei robot utilizzati sul luogo del disastro e il processo di pulizia e smantellamento in corso dal 2014.
In ogni caso, il disastro ha alimentato gli sforzi per creare robot affidabili e ad alte prestazioni attraverso programmi governativi o iniziative private. Questi robot mostrano tipicamente una o due configurazioni armate su una base mobile cingolata. Esempi sono:
- Il PackBot di Flir è utilizzato per l'ispezione in loco e l'acquisizione di dati.
- Il Mitsubishi Heavy Industries (MHI) MEISTer (Maintenance Equipment Integrated System of Telecontrol robot).
- Honda e il National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) hanno sviluppato congiuntamente un robot d'indagine ad alto accesso per raccogliere dati al primo piano del reattore danneggiato. Come questo, il design è il robot Astaco-SoRa (Hitachi) per lo smantellamento pesante di strutture contaminate.
- Il “Arounder” di Hitachi fornisce un getto d'acqua ad alta pressione per decontaminare muri, infrastrutture o attrezzature rimuovendo vernice, strati esterni o cemento. Il robot è progettato per risucchiare l'acqua che usa.
- Un robot per negoziare terreni difficili (scale, ostruzioni, ecc.) è il Quadruped di Toshiba. La macchina a quattro zampe è dotata di un robot a ruote più piccolo, che può essere utilizzato per navigare in aree difficili da raggiungere.
Inoltre, il disastro ha contribuito a motivare la DARPA robotics Challenge per avviare una ricerca e uno sviluppo innovativi in modo che la futura robotica possa eseguire le attività più pericolose nelle future operazioni di risposta ai disastri. La sfida mira a dimostrare le seguenti capacità:
- Compatibilità con ambienti progettati per l'uomo (anche se degradati)
- Capacità di utilizzare un diverso assortimento di strumenti progettati per l'uomo (dai cacciaviti ai veicoli)
- Capacità di essere supervisionato da esseri umani che hanno avuto poca o nessuna formazione robotica.
Con una motivazione simile, l'iniziativa euRathlon, finanziata dall'UE, mirava a fornire sfide di robotica del mondo reale che mettessero alla prova l'intelligenza e l'autonomia dei robot outdoor/off-road in impegnativi scenari di risposta ai disastri. Le missioni richiedevano robot autonomi volanti, terrestri e subacquei che operavano insieme per sorvegliare il disastro, raccogliere dati ambientali e identificare i pericoli critici. Le gare per i robot terrestri nel 2013 sono state seguite da quelle per i robot subacquei nel 2014; la gara finale nel 2015 richiedeva una squadra di robot terrestri, marini e aerei: lavorare insieme per sorvegliare la zona, raccogliere dati ambientali e identificare i pericoli critici.
Livello di distribuzione
Molti fornitori forniscono piattaforme in varie aree adiacenti dalla logistica, attraverso l'ispezione, ai veicoli terrestri senza equipaggio per la difesa. Pertanto, una chiara corrispondenza statistica dei robot forniti alla specifica area di salvataggio e applicazione è spesso difficile da ottenere.
Considerazioni costi-benefici e sfide di marketing
Il funzionamento autonomo libera le guardie dal pattugliamento regolare. Possono rimanere in un ufficio centrale e seguire i robot tramite trasmissione video. Quando diversi robot operano in questo modo, si possono coprire aree molto più ampie con meno personale. La tariffazione può seguire diversi modi, come ad esempio su base oraria. Come esempio, Knightscope pubblicizza un prezzo di noleggio da 4 a 9 dollari all'ora.
In alcune aree, come gli impianti chimici, gli impianti di stoccaggio nucleare, le piattaforme petrolifere offshore, ecc. Qui, è vantaggioso impiegare sistemi robotici. Spesso, il costo è di secondaria importanza, il che ha generato un'adozione relativamente precoce della tecnologia. I recenti disastri enfatizzano certamente la causa di una maggiore R&D e disponibilità di queste piattaforme.
Laddove vengono usati dei sensori appropriati, i robot possono rilevare più degli esseri umani. Nelle stanze buie, i loro sensori a infrarossi possono rintracciare in modo affidabile un essere umano dal suo calore corporeo (a temperatura ambiente a una distanza di 20-50 metri), e i sensori a microonde rilevano anche i più piccoli movimenti fino a 20 metri. I sensori di fiamma, calore e fumo assicurano la prevenzione degli incendi. Ulteriori sensori di gas, che misurano la concentrazione di monossido di carbonio, vapore di acetone o metano, possono essere aggiunti per monitorare l'aria circostante e prevenire incidenti..
I diversi sensori sono attrezzature supplementari, e il prezzo di un robot di sicurezza dipende dal numero e dal tipo di sensori montati. Le versioni più economiche e quindi più semplici non hanno un vantaggio qualitativo sulle persone, e una guardia umana rimane necessaria per agire in caso di emergenza.
Versioni più raffinate con buone capacità di percezione possono lavorare in condizioni scomode o addirittura estreme, come nelle centrali elettriche o in luoghi dove il gas potrebbe fuoriuscire. Il loro valore risiede quindi principalmente nel miglioramento della sicurezza.