بعد از زلزله سال 1995 در کوبه ژاپن، باتوجه به مشکلاتی که در راه امدادرسانی به آسیب‌دیدگان زلزله برای امدادرسانان وجود داشت، این فکر را به وجود آورد که رباتی ساخته شود که پس از وقوع یک حادثه طبیعی مانند زلزله یا سیل، به‌جای امدادگران وظیفه امدادرسانی به مصدومان را برعهده گیرد؛ دراین راستا در ژاپن یک شرکت دولتی برای این‌کار تأسیس شد. به گفته کارشناسان کشور عزیز ما، ایران روی گسلهای زلزله‌خیز قرار گرفته است و بسیاری از شهرها و روستاهای کشورمان از جمله تهران، در معرض وقوع زلزله می‌باشند و ما بارها شاهد از دست‌رفتن جان عزیزان هموطن خود دراین حوادث بوده‌ایم. باتوجه و وضعیت کنونی ساختمانها در کشور و خصوصاً در شهر تهران، ابعاد خرابیهای ناشی از یک زلزله شدید، فاجعه‌آمیز پیش‌بینی می‌شود. اگرچه همواره پیشگیری مقدم بر درمان است و اصلاح وضع ساخت و ساز و نوسازی بافتهای قدیمی تأثیر بسزایی در کاهش تلفات جانی و مالی حوادث دارد، اما یکی دیگر از راههای کاهش تلفات ناشی از زلزله، امدادرسانی سریع به مصدومان پس از زلزله میباشد.
پس از یک زلزله شدید، به علت تخریب بناها و وقوع پس‌لرزه‌ها، همواره امکان ریزش آوار برروی امدادرسانان وجود دارد و به‌طورکلی عملیات امداد عملیات خطیری است. به‌منظور حفظ جان امدادرسانان و آسیب‌دیدگان و همچنین انجام عملیات در محیطهای غیرقابل دسترس استفاده از رباتهای متحرک به‌عنوان یک راه‌کار عملی در دنیا موردتوجه قرار گرفته و بسیاری از کشورهای زلزله‌خیز مانند ژاپن، بودجه‌های دولتی و نیز مؤسساتی را به‌منظور حمایت و پیشبرد این تکنولوژی تخصیص داده‌اند.
شکل 1: خرابیهای ناشی از زلزله بم - 1382
معرفی ربات امداد و کاربردهای آن:
رباتهای امدادگر با هدف یافتن و شناسایی مصدومان، شناسایی راههای مطمئن برای کمک‌رسانی به آنها و نیز رساندن مواد حیاتی اولیه به‌منظور ادامه حیات مصدومان ساخته می‌شوند.
این رباتها باید دارای قابلیتهایی به شرح زیر باشند:
1- براحتی درون خرابه‌ها و آوار حرکت کنند.
2- مصدومین و قربانیان را پیداکرده، علائم حیاتی آنها را گزارش کنند.
3- امکان ارتباط مصدوم را با امدادگران فراهم نمایند.
4- نقشة محیط و جزئیات آن را تهیه کنند.
5- مکانهایی را که در آنها امکان ریزش مجدد آوار وجود دارد شناسایی کنند.
6- مسیرهای ایمن جهت فعالیت امدادگران را تعیین کرده و بهترین راه برای نجات مصدومان را مشخص کنند و به‌طورکلی به امدادگران کمک کنند تا به سرعت مصدومین را پیدا کرده و آنها را نجات دهند.
باتوجه به اهمیت رباتهای امدادگر و لزوم تحقیقات دراین زمینه، ایدة برگزاری مسابقات بین‌المللی رباتهای امدادگر به وجود آمد. در نتیجه در مسابقات مختلفی که در زمینه رباتیک به‌طور سالیانه در سراسر دنیا برگزار می‌شود (مانند مسابقات Robocop ، مسابقات انجمن هوش مصنوعی آمریکا، Japan Open و … ) بخش ربات امدادگر هم اضافه شد.
حضور ربات های امدادگر در شرایط امداد و نجات این دسته از رباتها شبیه به اسباب بازی های بزرگ و دارای فناوری پیشرفته هستند . اما هواپیماها و هلیکوپترهای رباتیک کـه مجهز به دوربین , میکروفون و حس گرهای متنوعی هستند , می توانند اط لاعات بـسیار حـساس و پـر اهمیـت را بـ رای مراکـز کنترل امداد، پس از بروز حادثه ای سهمگین همچون توفان کاترینا تامین نمایند . خانم رابین مورفی , مدیر مرکز امداد و نجات به کمک رباتیک، می گوید : به کمک این ابزارها ضرورتی وجود ندارد که شما تا صبح فردا ، برای روشنی هوا و مسا عد شدن شرایط پرواز انتظار بکشید تا پس از آن دریابید که کدام نواحی آسیب دیده اند ، کجا بیشترین صـدمه را متحمـل شـده و کـدام راههـا هنوز برای دسترسی به محل حادثه دیده قابل استفاده اند خانم مورفی ، استاد دپارتمان علـوم مهندسـی کـامپیوتر در دانـشگاه فلوریدای جنوبی، چند ر وز پس از آسیب دیدن سواحل خلیج سن لویئز در می سی سی پی , از یـک ماشـین پرنـده بـ دون سـر نشین برای کمک به عملیات امداد استفاده نمود . این ماشین پرنده به راحتی در دو چمدان قابـل حمـل اسـت و در عـرض 15 دقیقه می توان آن را برای پرواز نمود . خانم مورفی معتقد است که حاصل تلاش آنها در لحظات اولیه پس از حادثه ، زمـانی کـه هنوز افراد زنده زیادی محتاج کمک هستند , می تواند بسیار ارزشمند و مثمر ثمر باشد . بعد از توفانی همچون کاترینا , میتوان بـ ه سرعت سقف منازل را مشاهده کرد و کسانی که گرفتار توفان شده اند و یا حتی آنان که ضعیف ترند و طاقـت تح مـل کمتـری دارند را زودتر از محیط حادثه خارج و به مکانی امن منتقل نمود . ربات های پرنده ای که بال های ثابت دارنـد مـی تواننـد بـ ه خوبی بین 30 تا 120 متر ب ه راحتی پرواز کند . ارتفاعی بالا تر از ارتفاع درختان و البته پایین تر از خطـوط پـروازی متعلـق بـه سایر تجهیزات پر نده، به کمک این ربات ها به راحتی می توان یک نمای بزرگ از نواحی تخریب شده را مشاهده کرد . اما ربـات هایی که شبیه هلیکوپتر هستند می توانند حتی به زمین نزدیکتر هم بشوند ، آنها می توانند از داخل پنجره ها به درون منازل سزک بکشندتا از عدم وجود مصدوم در خانه ها اطمین ان حاصل شود . حتی پس از پایان عملی ات امداد به کمک این پرنده هـا می توان اطلاعات دقیقی از ساختار و کیفیت تخریب در نواحی آسیب دیده به دست آورد . ایـن ربـات هـای امـداد گـر بعـد از حوادث 11 سپتامبر در نیویورک ، ویرجینیا و پنسیلوانیا توانستند اعتبار کافی را برای انجام عملیات بعدی کـسب کننـد . دکتـر مورفی در مورد آن روزها می گوید : حادثه ساختمان تجارت جهانی اولین حضور ربـات هـای زمینـی در یـک عملیـات امـداد و نجات بودند . ربات های ما می توانستند به زیر زمین بروند، به جایی که انسان و یـا سـگ هـای امـداد گـر تـوان ورود بـه آن را نداشتند و یا حتی آنجا هنوز در گیر آتش بود . ما می توانستیم به کمک ربات ها به هر جایی وارد شویم که انسان هـا یـا نمـی توانستند و یا نمی خواستند که به آنجا وارد شوند . اما هر حادثه چه طبیعی باشد و چه بر اثر عملیـاتی انـسانی واقـع شـود ، بـا حادثه ای دیگر متفاوت است . اگر چه ربات ه ای زمینی در میان آوار ها و تکه سنگ های بجا مانده از ساختمان سازمان تجارت جهانی بسیار ارزشمند و مفید بودند ، اما هرگز نمی توانستند در حادثه ای همچون کاترینا نمایی بزرگ از نواحی حادثه دیـده را در اختیار تیم امداد قرار دهند . غیر قابل کنترل بودن فناوری های نوین از یک سو و گامهای بسیار آرام نهاد هـای حکـومتی از سوی دیگر مانع آن شده است که نهاد های رسمی امدادگر بتوانند به راحتی با ابزار ها و ادوات نوین امداد و نجات مبتنـی بـر فناوری رباتیک هماهنگی و تطابق پیدا کنند . خانم مورفی معتقد است مسئولین امداد عموما با یک نوع بـ دبینی بـه تجهیـزات مدرن نگاه می کنند . البته این وضعیت قابل درک است چرا که می توان تصور کرد تاکنون چه مقدار ابزار و ادواتی تولیـد شـده است که به قصد جلب مشتری ادعا کرده اند .
پروژه ربات امداد
در حال حاضر پروژه ربات امداد بنیاد بر اساس پروژه ربات امداد روبوکاپ تعریف شده است. پروژه ربات امداد روبوکاپ یکی از زمینه های تحقیقاتی – کاربردی جدید روبوکاپ است. هدف اصلی این پروژه به حداقل رساندن خطر احتمالی موجود برای نیروهای جستجو و نجات و در عین حال افزایش تعداد نجات یافتگان پس از زلزله می باشد. این کار با استفاده از تیم هایی از رباتها که توانایی انجام عملیات زیر را داشته باشند، امکان پذیر است:
حرکت در ساختمان هایی که تخریب شده و یا فروریخته اند بدون نیاز به کمک خارجی پیداکردن قربانیان و مشخص کردن شرایط آنها تولید نقشه های قابل استفاده از محل حمل غذا و آب و همچنین وسیله تماس برای قربانیان
مشخص کردن خطرات موجود در محیط کارگذاشتن حسگرهای مختلف (صوتی، حرارتی، لرزه ای، ...)
جلوگیری از تخریب یک سازه برای زمان کوتاه این توانایی ها به امدادگران انسانی اجازه می دهند به سرعت قربانیان حادثه را یافته و نجات دهند.
نتایج پژوهش های انجام شده در پروژه شبیه سازی امداد روبوکاپ در اختیار همگان قرار می گیرد. همه ساله افراد زیادی با هدف پژوهش، سرگرمی، و آموزش در این مسابقات شرکت می کنند. طیف گسترده ای از قسمت های مختلف این فناوری در ایجاد یک سیستم اجتماعی ایمن تر در آینده قابل استفاده خواهد بود.
لیگ ساخت ربات های امدادگر تحقیقات در زمینه ساخت رباتهای پایه متحرک برای تعامل با مدل محیط واقعی را پیگیری می‌کند. به طور کلی رباتهای پایه متحرک در هر محیطی که امکان اعزام نیروی انسانی خطرات جانی داشته باشد مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال زمانی که محیطی آلوده به مواد شیمیایی خطرناک یا آلوده به تشعشعات رادیو اکتیو باشد و اندازه‌گیری پارامتری از محیط, ارسال تصاویر و صدا, نمونه برداری و یا حتی ایجاد تغییراتی در محیط (بستن شیر گاز یا آب, باز کردن در و پنجره, جابجا کردن اشیاء) نیاز باشد, اعزام ربات پایه متحرک راه حل مشکل میباشد.
محیطهای تخریب شده بر اثر زلزله از محیط‌هایی هستند که اعزام نیروی انسانی جهت شناسایی محیط خطرات جانی برای امدادگر را به دنبال دارد. چرا که پس لرزه‌ها و سقوط آوار در این محیط‌ها بسیار محتمل می‌نماید. ایده استفاده از ربات در این محیط‌ها مورد نظر محافل علمی جهان میباشد. از آنجایی که پس از زلزله وضعیت حیاتی مصدومان و محل قرار‌گیری آنها برای گروه امداد نامشخص میباشد, مناسب است که ربات‌هایی برای شناسایی و ارسال گزارش به این محیط‌ها اعزام گردند. سپس گروه امداد با توجه به این اطلاعات دقیقا به سراغ مصدومانی بروند که احتمال نجات آنها وجود دارد و در کمترین زمان و با پذیرفتن کمترین ریسک جانی به محل مورد نظر برسند.
از این رباتها انتظار می‌رود که قادر باشند از موانع صعب‌العبور ناشی از ریزش آوار عبور کنند و در ضمن ارسال تصویر و صدا به مرکز کنترل, اطلاعاتی از وضعیت حیاتی مصدومان مانند دما, حرکت, صدا و گازهای تنفسی را گزارش نمایند. همچنین تولید نقشه ای از محیط جستجو شده و محل قرار گرفتن مصدومان بر روی این نقشه مورد توجه میباشد.
ربات حمل مجروح
این ربات از ترکیب دو گونه ربات درست شده: از پایین تنه شبیه تانک و از بالا تنه به شکل یک ربات انسان نماست.
پایین تنه ربات تشکیل شده از دو شنی. از این گونه طراحی شنی برای افزایش قدرت مانور ربات در زمین های ناهموار استفاده میشه. با تاشدن شنی، طولش کم میشه و نیاز به جای کمتری داره. با باز شدن کامل شنی دوم جوری که هر دو در امتداد هم قرار بگیرند طول ربات زیاد میشه و میتونه از مانع یا پله به راحتی رد بشه. در ضمن سطح تماسش با زمین زیاد میشه و پایداری بیشتری داره.
قراره دست های ربات به اندازه ای قوی باشه که بتونه تا 135 کیلو رو بلند کنه و مثلا ازش برای حمل مجروح در میدان جنگ استفاده کنن. این عکسی که در پایین گذاشته شده و مثلا مجروح توسط ربات داره حمل میشه بیشتر به یک جلوه تصویری میمونه تا اینکه واقعیت داشته باشه. یعنی از نگاه به اندازه ربات و حدس قدرت موتورهاش این چنین بر میاد که اون تصویر واقعی نیست.
این ربات توسط شرکت Vecna Technologies در مریلند ساخته شده و به صورت واقعی توسط نیروهای اشغالگر ارتش امریکا در عراق مورد استفاده قرار گرفت
معرفی ربات های امداد گر
زلزله‌ی بزرگ Hanshin-Awaji قریب به 6400 کشته بر جای گذاشت. اغلب جان باخته‌گان در اثر حوادثی که پس از زلزله رخ داده بود و یا در شرایطی که در خانه‌های خود زیر آوار و ویرانی مدفون شده بودند جان خود را از دست داده بودند. خانه‌ای که سال‌ها در آن زیسته بودند به یکباره بر سرشان آوار شد. آنها زیر آوار مدفون بودند و تقاضای یاری می‌کردند. اما متاسفانه پاسخی برای تقاضای آنها اندیشیده نشده بود.
یکی از راه‌کارهایی که برای پیشگیری از تکرار مجدد چنین فجایع دل‌خراشی، به کاربستن رباتیک و علوم کامپیوتر در عملیات امداد و نجات است. از طریق این فناوری‌ها میتوان به مصدومین گرفتار در زیر آوار دسترسی پیدا کرده و جان آنها را نجات داد.
موسسه‌ی بین‌المللی سیستم‌های امداد IRS ، یک سازمان غیر انتفاعی است که فعالیت‌های خود را به تولید ربات‌هایی که بتوانند امدادگران را در شرایط بروز سانحه یاری دهند، اختصاص داده است. یکی از پروژه‌های این موسسه تولید یک ربات مارگونه با نام IRS Soryu است. این ربات که در یک فعالیت مشترک با موسسه‌ی فناوری توکیو تولید می‌شود، دارای دوازده کیلوگرم وزن و یک‌صد و بیست سانتی‌متر طول میباشد. این ربات به گونه‌ای طراحی شده است که بتوان مسیر خود را در شکاف‌های باریک و از میان آوار به‌جا مانده از ساختمان بیابد و در لا‌به‌لای آنها به جستجوی مصدومین حادثه بپردازد. پیکره‌ی این ربات به یک دوربین و یک میکروفون برای دریافت داده‌هایی از میان ویرانی‌ها مجهز شده است. به علاوه یک حسگر حرارتی نیز به تجهیزات این ربات افزوده شده، تا بتواند حرارت بدن مصدوم را دریافته و موقعیت او را بیابد. این حسگر، این امکان را نیز فراهم می‌سازد که حتی اگر در زیر آوار منبع نوری نیز وجود نداشت و مصدومین در تاریکی گرفتار شده بودند، باز هم فرصت یافته شدن آنها وجود داشته باشد. طراحی منعطف این ربات برخی توانمندی‌های مختص محیطهای دچار سانحه را به آن افزوده است، اگر در شرایطی این ربات با مانعی در زیر آوار برخورد کند و به سبب این برخورد تعادل خود را از دست بدهد و یا از ارتفاعی، فرو بیفتد، خواهد توانست با چرخش پیکره‌ی خود مجدداً به وضعیت متعادل و مناسب برای حرکت بازگردد.
پروفسور ساتوشی تادوکورو، استاد دانشگاه توهوکو[4]در رشته‌ی کامپیوتر و مهندسی سیستم‌ها، که اکنون [در زمان نگارش این گزارش] به عنوان مدیر IRS فعالیت می‌کند. در مورد این ربات می‌گوید: «از آنجا که این ربات برای رسیدن به حداکثر قابلیت تحرک و جابه‌جایی طراحی شده است، میتوان تا عمق 30 متر میان لاشه‌های آوار نفوذ کند و به سوی تمام جهات برای یافتن مصدومین حرکت کند». او همچنین می‌افزاید:«روش کنونی برای جستجو در میان آوار آن است که دوربین‌های خود را در میان شکاف‌ها و فواصل میان لاشه‌های آوار در روی سطح زمین قرار دهیم و در همان سطح به جستجو بپردازیم، اما بهترین و مفیدترین کاری که در این‌گونه مواقع باید صورت پذیرد این است که در عمق پنج تا ده متری زیر سطح زمین جستجوی خود را انجام دهیم. این‌گونه است که استفاده از رباتهای امدادگر می‌تواند ما را بسیار آسان‌تر و سریع‌تر به بالین مصدومان برساند».
موسسه‌ی IRS پس از زلزله‌ی مهیب Hanshin-Awaji و در اثر تلاش تعدادی از محققین و پژوهش‌گران از جمله پروفسور تادوکورو که خود نیز از سانحه دیده‌گان زلزله بود، بنیان نهاده شد. وزارت آموزش، فرهنگ، ورزش، علم و فناوری کشور ژاپن در سال 2002 میلادی گروهی را به عنوان هسته‌ی پژوهشی، برای پروژه‌ی ویژه‌ی خود در رابطه با کاهش بلایای ناشی از زلزله در محیطهای شهری، تشکیل داد. این گروه با مشارکت حدود سی و دو دانشگاه داخلی، موسسات پژوهشی و شرکت‌های مرتبط با این موضوع تشکیل شد. در این میان IRS نقش هدایت و ایجاد هماهنگی واحدها و عناصر گوناگونی که در فضای صنعتی، آموزشی و یا دولتی حضور داشتند را بر عهده گرفت. این فعالیت وسیع مشترک میان این واحدهای متنوع با هدف طراحی رباتهای امدادگر و سایر سیستم‌های امداد که بتوانند باعث کاهش بلایای ناشی از زلزله شوند و پژوهش در عرصه‌های گوناگون در راستای این هدف صورت می‌پذیرد.
به طور کلی این باور وجود دارد که اگر کسی پس از زلزله‌ای مهیب یا هر فاجعه‌ی دیگری، در میان آوار و ویرانی گرفتار شود،
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 26 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله ربات امدادگر