- QuadBoat 是一款受釣魚蜘蛛啟發的四足機器人船隻。
- 該機器人能夠追蹤並從水中取回受害者。
- 研究人員在泳池中測試了其識別和取回浮動目標的能力。
- QuadBoat 仍在研究階段，需進一步測試以確定其實際表現。
一種受釣魚蜘蛛啟發的四足機器人船隻，可能有助於從淹水者中進行救援，能夠直接跟蹤並從水中取回受害者。這款名為 QuadBoat 的機器人，由中國深圳人工智能與社會機器人研究所（AIRS）及美國史蒂文斯理工學院的研究人員共同開發，旨在水面上移動，同時主動追蹤浮動目標。研究人員表示，目前大多數在搜尋和救援任務中使用的無人水面載具（USVs）主要用於定位或接近遇險者，而 QuadBoat 則旨在進一步發展，能夠從水中實際取回目標。
該機器人擁有一個中央機身和四條獨立控制的腿。其設計靈感來源於釣魚蜘蛛，這種蜘蛛利用其長而防水的腿在平靜的水面上移動。QuadBoat 不同於釣魚蜘蛛，並不依賴於表面張力保持漂浮。相反，該機器人使用傳統的浮力，四條腿提供推進和機動性。一個逆運動學控制器協調腿部的運動，使機器人能夠調整其姿勢並朝不同方向移動。研究人員還開發了結合模型預測控制和比例-積分-微分控制的控制系統，以駕駛和穩定機器人。
QuadBoat 的設計與功能
作者寫道：「QuadBoat 具有四足機器人的配置，使其具備高度適應性和靈活的機動性，透過其可主動調整的姿勢進行操作。」他們補充道：「採用基於逆運動學的控制器及級聯模型預測控制（MPC）-PID 控制器進行整體運動，QuadBoat 能夠準確追蹤並取回水面上的物體。」研究團隊在泳池中測試了這款機器人船隻，首先檢查其跟隨預定路徑和執行特定動作的準確性。隨後的實驗集中於其識別、追蹤和取回浮動目標的能力，測試還包括在室內和室外環境進行的視覺追蹤和物體拾取實驗。
救援任務的潛在應用
研究人員表示，這些試驗顯示 QuadBoat 能夠在水面上跟隨目標並執行與救援作業相關的取回任務。該系統旨在填補海上搜尋和救援中的一個關鍵空白。找到水中的人只是挑戰的一部分，救援團隊還必須迅速到達受害者並將其從水中救起，特別是在疲憊、寒冷或惡劣環境下，存活的難度更大。研究者在論文中指出：「迅速將受害者從水中取出對水面救援任務至關重要。然而，以往的救援機器人研究鮮有涉及這一問題。
本研究提出的 QuadBoat，是一款生物啟發的無人水面載具，旨在追蹤和取回水中的受害者。」
研究人員相信，這款機器人最終能協助應急團隊應對船隻事故及其他海上意外。其移動及調整姿勢的能力，也可能使其在傳統無人水面載具難以靠近人員的情況下發揮作用。然而，QuadBoat 仍處於研究階段。初步演示是在受控環境中進行的，仍需進一步工作以確定該機器人在波浪、洋流及其他實際救援任務中遭遇的條件下的表現。研究人員表示，未來的發展有望將這一受蜘蛛啟發的設計轉化為搜尋和救援團隊的實用工具，為救援人員提供另一種定位、追蹤和取回水中人員的方法。
該研究已發表於 arXiv 預印本伺服器。
QuadBoat 在水上救援中的潛力
QuadBoat 的設計靈感來自於釣魚蜘蛛，這使其在水面上的機動性和適應性大幅提升。它能夠有效追蹤並取回水中的目標，這在傳統的無人水面載具中尚屬罕見。隨著水上救援需求的增加，QuadBoat 的發展將有助於改善救援效率，特別是在惡劣環境中。儘管目前仍在研究階段，未來的進一步測試將有助於驗證其在實際救援任務中的表現，並可能成為應急團隊的重要工具。