Розробка й виробництво рятувального робота та оцінка його ефективності для рятувальних місій

Шаріфібамродуд, М
Мафі, М
Nauka innov. 2020, 16(1):88-99
https://doi.org/10.15407/scin16.01.088
Рубрика: Cвіт інновацій
Мова: Англійська
Анотація: 
Вступ. Щороку стихійні лиха (землетруси, повені, буревії тощо) трапляються по всьому світу та тягнуть за собою загибель багатьох людей. Часто рятувальні місії не можуть вчасно надати допомогу і постраждалі залишаються під завалами тривалий час.
Проблематика. Однією з головних проблем для рятувальників є подолання та усунення перешкод для забезпечення швидкого доступу до травмованих людей, які знаходяться під завалами.
Мета. Розробити та створити рятувального робота з високою швидкістю та точністю роботи та з низькою вартістю для забезпечення оперативного знаходження та рятування поранених під завалами.
Матеріали й методи. Для проектування використано програмне забезпечення CATIA із застосуванням методу кінцевих елементів для потужного аналізу складних деталей; для моделювання механізмів, за допомогою яких створювалися 3D ескізи кожного компонента робота, — програмне забезпечення SOLIDWORKS. В єдину систему компоненти складено з використанням керуючого обладнання.
Результати. У системі управління роботом використано два центральних процесори — керівний ПК, як головний процесор, і ноутбук, встановлений на робота, як залежний процесор. Загальну конструкцію робота виконано з використанням програмного забезпечення для моделювання SOLIDWORKS, тоді як для проектування роботи механізму — програмне забезпечення CATIA. Щоб подолати складні маршрути, в системі руху робота застосовано гусеницю, а в передню частину робота вбудовано дві «руки» для підйому на перешкоди та нерівні місцевості. Окрім руки, яка обертається, розроблено ще одну робочу руку, використання якої дозволило підвищити здатність робота проходити різними маршрутами.
Висновки. На національних та міжнародних змаганнях було продемонстровано можливості робота в умовах, близьких до реальних. Розробка отримала багато нагород, що свідчить про успіх та фактичні вдосконалення в кожному аспекті його роботи. Ефективність конструкції робота було доведено в Лізі рятувальних роботів, де розробку було оцінено як одну з найкращих конструкцій.
Ключові слова: міські пошуково-рятувальні місії, озброєння, рятувальний робот
Посилання: 
1. Lima, P.U. (2012). Search and rescue robots: the civil protection teams of the future. In: 2012 Third International Conference on Emerging Security Technologies (EST). P. 12-19.
https://doi.org/10.1109/EST.2012.40
2. Bogue, R. (2016). Search and rescue and disaster relief robots: has their time finally come? Ind. Robot Int. J., 43, 138-143. 
https://doi.org/10.1108/IR-12-2015-0228
3. Casper, J., Murphy, R. R. (2003). Human-robot interactions during the robot-assisted urban search and rescue response at the world trade center. IEEE Trans. Syst. Man Cybern. Part B Cybern., 33, 367-385. 
https://doi.org/10.1109/TSMCB.2003.811794
4. Yeong, S. P., King, L. M., Dol, S. S. (2015). A review on marine search and rescue operations using unmanned aerial vehicles. World Acad. Sci. Eng. Technol. Int. J. Mech. Aerosp. Ind. Mechatron. Manuf. Eng., 9, 396-399.
5. Murphy, R. R., Tadokoro, S., Kleiner, A. (2016). Disaster robotics. In: Siciliano, B., Khatib, O. (Eds.) Springer Handbook of Robotics. P. 1577-1604. Springer, Cham. 
https://doi.org/10.1007/978-3-319-32552-1_60
6. Statheropoulos, M., Agapiou, A., Pallis, G. (2015). Factors that affect rescue time in urban search and rescue (USAR) operations. Nat. Hazards, 75, 57-69. 
https://doi.org/10.1007/s11069-014-1304-3
7. Nagatani, K., Kiribayashi, S., Okada, Y. (2013). Emergency response to the nuclear accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants using mobile rescue robots. J. Field Robot, 30, 44-63. 
https://doi.org/10.1002/rob.21439
8. Murphy, R. R., Tadokoro, S., Nardi, D. (2008). Search and rescue robotics. In: Siciliano, B., Khatib, O. (Eds.) Springer Handbook of Robotics. Springer, Heidelberg. P. 1151-1173.
https://doi.org/10.1007/978-3-540-30301-5_51
9. Minsky, M. (1980). Telepresence. Omni, 45-50.
10. Ekaterina, R. S., Markus, V., Alexandra, K., Thecla, S., Bernhard, E. R. (2017). Gathering and Applying Guidelines for Mobile Robot Design for Urban Search and Rescue Application. Springer International Publishing AG 2017 M. Kurosu (Ed.): HCI 2017, Part II, LNCS 10272, P. 562-581.
https://doi.org/10.1007/978-3-319-58077-7_45
11. Badlou, M. R., Moshiri, B., Najjar A'rabi, B. (2009). Using a rescue robot to reduce human casualties in accidents. Conference on the role of computer engineering in improving the consumption pattern.
12. Hajian, F., Parspour, R., Samadi, M. (2006). The presence of rescue robots in relief and rescue conditions. Third International Congress on Health, Treatment and Crisis Management in Unexpected Events.
13. Mir Mohammad Sadeqi, H., Bastani, H., Azar Nasab, E. (2004). Design and implementation of intelligent rescue robots for search and rescue operations. 12th Iranian Conference on Electrical Engineering.
14. Mohebbi, A., Sepehri, S., Safaei, S., Taghipoor, A. (2010). "HIRAD: Teleoperated Tracked Mobile Robot with Novel Locomotion System For Uneven Terrains ". Proceedings of the 1st conference on Dynamics of Advanced Structures, Mechanics Research Center. Isfahan, 23-25 Nov. 2003 (in Persian).
15. Bachelor thesis, A., 2005. "RoboCup Rescue robot". BCH Thesis, University of Higher Education, Newcastle, MA, Nov.
URL: http://www.abc.edu (Last accessed: 16.11.2018).
16. Moosavian, A., Semsarilar, H., Kalantari, A. (2006). Design and Manufacturing of a Mobile Rescue Robot. Proceedings of the 2006 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Mechanics Research Center. Beijing, 9-15 Oct. 2006 (in China).
https://doi.org/10.1109/IROS.2006.281835
17. Jagannathan, S., Lewis, F. L., Kai Liu (1994). Motion control and Obstacle Avoidance Of a Mobile Robot With an onboard Manipulator. Journal of Inteligent Manufacturing, 1(5), 287-302.
https://doi.org/10.1007/BF00123700
18. Mastersthesis, A. (2010). Modelling Wireless Robots for Urban Search and Rescue in Artificial Rubble. MS Thesis, University of Higher Education. Victoria, MA, May. 
URL: http://www.abc.edu (Last accessed: 16.11.2018).
19. Lima P. U. (2012). Search and rescue robots: the civil protection teams of the future. In: 2012 Third International Conference on Emerging Security Technologies (EST). P. 12-19.
https://doi.org/10.1109/EST.2012.40
20. Yanco, H. A., Baker, M., Keyes, B., Thoren, P. (2006). Analysis of human-robot interaction for urban search and rescue. In: Proceedings of PerMIS.
21. Burke, J. L., Murphy, R. R., Coovert, M. D., Riddle, D. L. (2004). Moonlight in miami: field study of human-robot interaction in the context of an urban search and rescue disaster response training exercise. Hum.-Comput. Interact., 19, 85-116.
https://doi.org/10.1207/s15327051hci1901&2_5