远控机械人探索海洋

来源:中国新闻网   发布时间:2015-05-20 22:37:55 

加拿大约克大学的硏究人员发明了一款用平板计算机控制的水底机械人,可远程控制机械人在水底接收以及执行命令,方便硏究海洋生物的学者探索神秘的海底世界。

地球表面大部分是海洋面积,海底蕴藏了绝大多数人类还未发现的生物,然而人类要潜入海底进行硏究实属危险之事,可能会遇上各种未知的危机,且开发效率不高,于是科学家将任务交予机械人完成,但机械人通常要通过电源来操纵,身上少不免缠着电缆线,要机械人下水似乎是不可能的事。

内置无线平板计算机

这款可潜水的机械人名为AQUA,外观形似水獭,依靠鳍状肢在海中游动,而不是安装传统的螺旋桨,鳍状肢专为收集沉船及珊瑚礁的复杂数据而设。

潜水机械人由加拿大约克大学的硏究人员所硏发,内置防水的无线平板计算机。在水中,机械操控者通过无线平板计算机的屏幕显示一种条形码卷标,形式就像智能型手机读取条形码标签般,海底机械人内建的摄影机就会扫描到屏幕上的二维卷标,并接收及执行相关的指令。

机械人下水首先要解决电缆线缠身问题,这一直是科家长期挑战的难题。水能干扰无线电讯号,阻碍传统的无线通讯器透过数据器发出讯息,背着通讯工具下海不但笨重且不方便,并对水中的操控者构成危险威胁。

约克大学科学与工程学院的敎授迈克尔•詹金斯提出一种假设情景,下水机械人被绑在水面上的船只,要建立潜水操控者、机械人及水上操控者三者之间的通讯是何其复杂的事情。假设海底机械人的任务是下海调查沉船事件眞相,如此精密的工作,机械人及操控者必须反应敏捷以适应环境变化,通讯出现错误或停滞落后可能为其带来危险。

光纤电缆反馈影像

詹金斯与他的硏究团队——约克视觉硏究中心着手构建海底机械人AQUA的原型。他们设计出称为AQUATablet的无线平板计算机,防水深度为六十英尺,采用铝合金外壳、透明的保护罩盖在平板计算机上,海底操控员可使用切换开关及计算机屏幕上的指示进行操作。

在水深六十英尺的操控员可指示机械人AQUA再下潜三十至四十英尺的水域,下潜六十英尺对于海中操控员来说难度不大,体能容易适应且环境安全。平板计算机能让操控者引领机械人,就如使用游戏机的手制,将手制移向右边,机械人同样转向右边。

在这种模式下,机械人内部被幼长的光纤电缆所连接,避免太多电缆线缠身问题,机械人可利用光纤电缆把镜头录得的影像反馈给水上的操作者。由于机械人处于无线模式,只能依靠安在其身上的载光体的闪烁提示行踪及位置,而拍摄镜头可构建水底环境的三维模式,用以指导机械人执行特定的任务。

詹金斯认为这是重大的改进,因为机械人不再以简陋形式与控制者进行通讯。在过去,控制者唯有透过层压板上的文字与水下机械人进行沟通,但这限制控制者必须预先设定一系列指令。硏究人员还会开发另一新系统,命令机械人进行无线飞行任务。

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