“反恐爬壁机器人”到底如何爬壁?

自从美国9·11恐怖事件之后,国际反恐的呼声一浪高过一浪,而恐怖分子的活动还在继续,各国针对反恐的高科技研究还在深入。近日,一种专门应用于反恐领域的“爬壁机器人”在哈尔滨工业大学诞生。由哈工大承担的“面向反恐侦查的微声爬壁机器人的研究”课题日前在北京通过验收。从而诞生了一种专门应用于反恐侦查领域的“爬壁机器人”。

许多人都不清楚,也都想知道,这个爬壁机器人长得什么样?到底怎么爬壁?它爬壁的过程是什么样的?它有多快的速度?它受不受天气的干扰?它对墙壁有什么要求?它还在哪些方面需要改进?它除了在反恐方面有用外还可以用来做什么?

图：由日本Hokaido tech college 研发的爬墙机器人（仅供参考）
带着这些疑问,记者采访了课题负责人李满天博士,也有幸目睹了这个新玩意一展爬墙风采时拍下的视频。但,遗憾的是,实物去了北京,没能一饱眼福。

爬壁机器人

走进哈尔滨工业大学的机器人实验室,研究人员打开了电脑,屏幕上播出了一组画面。一个几乎每栋楼上都可以看到的普普通通的空调外挂机出现在画面中,研究人员指着“空调外挂机”告诉记者,这个就是我们研制的反恐爬壁机器人。

新鲜、好奇,有些不可思议。

许多人了解到的机器人大多都是具有人的形状,而这个机器人为什么要做成这样一个“很不像”普通人眼里的机器人样呢?细看,在它的一边,有一只伸出的“手臂”,手里还拿着一个“对讲机”。李博士介绍,这个机器人是仿空调外挂机制作的,为了在反恐侦查过程中,便于伪装,它的手臂可以携带摄像头、武器模块、遥控装置等,它的大小和空调外挂机相当,是320MM×280MM×150MM的长方体。这种爬壁机器人采用负压吸附、单吸盘、四轮移动结构方式,具有移动快、吸附可靠、适应多种墙壁表面、噪声低(70分贝)、结构紧凑、控制方便灵活等特点。

七大疑问——

怎么在陡峭的壁上吸附?

一个类似空调外挂机的东西怎么爬壁呢?它利用了什么原理呢?李博士介绍说,爬壁机器人利用负压发生器和负压枪来实现这一过程。负压发生器设有多个单吸盘,通过排气来实现吸盘的吸附,在排出的气量大于进气量时,就会形成负压,外面的大气压就会很自然地把机器人挤压到墙壁上。然而,这还不能使其完全吸附,同时还要配上耐磨,弹性好的材料作为密封性的保证,才能使它在墙壁上完全吸附。

怎么爬行?怎么转弯?

怎么爬行是爬壁机器人必须做到的一项份内之事,在它的底部有两组轮,用来移动和转弯。在需要转弯时,它靠调整两组轮的转动速度来改变方向。例如,它在向上爬的过程中,需要向左转来改变自己前进的方向,就让右边的一组轮子转动快点,左面的一组轮子相对速度放慢,这样就很容易改变方向了。

对墙壁面有什么要求?

我国楼宇的墙壁面,有70%采用了瓷砖贴、石灰粉刷、水泥粉刷、红砖墙面四种形式。前三种墙面对爬壁机器人来说,只是小菜一碟,平整光滑的表面利于吸附和爬行。唯独红砖墙面,它需要认真对待,表面粗糙、凹凸不平、砖与砖之间空隙大等特点都对它是一个挑战,严重影响它的吸附能力。

天气情况对它爬壁有什么影响?

不知道大家注意没注意,当天气变冷,我们的手机在受冷的情况下会变得反应迟钝。人们或许会担心,爬壁机器人是不是也有同样的弊病?“不会,机器人是在哈尔滨研制,在零下27摄氏度的情况下我们做过试验,一点也不影响它的吸附能力和爬壁速度。”李博士自信地说。然而,他也指出,在雨天若墙壁上有微小水流,会对爬壁机器人有影响,打湿它的吸声棉,增大了负载,并影响了噪音,在反恐斗争中容易暴露目标。

它的速度有多快?负载量有多大?怎么侦查?

在反恐斗争中,时间就是生命,因此,无论是从侦查情况还是做出决定都要在很短的时间里完成。据李满天博士介绍,爬壁机器人每分钟可以爬到10米以上的地方,相当于三层楼的高度。如果犯罪分子在一栋楼的20层某个房间作案,那么它就能在6分钟左右到达最佳的侦察位置。同时,它在爬楼的过程中负载量在2.5公斤到3公斤,完全可以携带武器模块,在危机时进行攻击。以反楼宇内人质劫持为例,犯罪分子隐藏在房间里,外面的反恐人员很难了解到房间内部的情况。这时,反恐人员可以为反恐爬壁机器人配备侦查设备,利用遥控装置控制其悄无声息地沿壁面爬到便于侦查的位置。爬壁机器人把用摄像机拍摄到的房间内部的图像,通过无线传输装置实时传到几百米外的终端,为反恐人员判断形势、做出决断提供现场依据。

除在反恐侦查领域有用外还可以用在什么地方?

据李博士介绍,除去这一领域,它的用途相当广泛,在多个行业都有涉猎。例如在核工业领域,对核废液储罐进行视觉检查、测厚及焊缝探伤等。在石化企业对圆柱形大罐或球形罐的内外壁面进行检查或喷砂除锈、喷漆防腐。在建筑行业喷涂巨型墙面、安装瓷砖、壁面清洗、擦玻璃等。还可用于消防部门传递救援物资,进行救援工作。

还需要在哪些方面改进?

在谈到这一问题时,李博士表示,目前,它缺少翻越障碍的本领。它只仅仅局限在平整的墙面上爬行,如果墙壁之间有大的断裂,它只能败北,停止前进。为此,他们打算给它再做进一步改进,让它多出几个关节,可以更好地适应各种墙壁,同时具有翻越障碍的能力 。

以下视频并不是本文讨论的爬壁机器人，但是也是利用负压吸盘，所以也非常具有代表性。