四条腿不跑地面,这艘“蜘蛛船”要下水救人
图:Lianxin Zhang、Yihan Huang、Huihuan Qian深圳市人工智能与机器人研究院与美国史蒂文斯理工学院团队研制四足水面机器人 QuadBoat。25kg 样机可调节四条浮腿、视觉追踪并打捞漂浮目标,但室内外成功率仅70%和50%,离真实救援仍有距离。
水上救援机器人通常能发现落水者,却未必能把人带回岸边。深圳市人工智能与机器人研究院、香港中文大学(深圳)与美国史蒂文斯理工学院团队设计的 QuadBoat,试图把搜索、接近和打捞放进同一台水面机器人。
它的外形来自钓鱼蛛:中央机身向四周伸出四条可调节“腿”,末端是独立浮体。机器人依靠浮力而不是昆虫的表面张力漂浮,但可通过改变四条腿的位置调整船体宽度和姿态。
论文给出的样机质量约 25kg,宽度可在 1.188m 至 1.85m 之间变化,高度约 0.425m 至 0.643m。四个外伸浮体增大水面支撑范围,也给中央机身下方的打捞机构留出工作空间。
QuadBoat 的最高速度约 0.8m/s,标称载荷约 20kg,电池工作时间约 2 小时。这些数据来自研究样机,并不等于它已经能够承载一名成年落水者或在复杂水域持续作业。
机器人利用相机识别和跟踪漂浮目标,再调整位置把目标引入机身下方的提升机构。论文中的移动和运输阶段由岸上人员遥控,视觉跟踪与提升动作自动完成,因此它还不是完全自主的救援系统。
在室内水池测试中,样机完成任务的成功率为 70%,平均用时约 116 秒;室外受控环境中的成功率降至 50%,平均用时约 132 秒。户外光线、水面反射和目标漂移都会增加识别与对准难度。
团队认为,可变形四足结构未来还可用于水面巡检、物品回收等任务。不过现有实验没有覆盖明显风浪、急流、低能见度和真人救援,论文也仍是预印本,尚未经过同行评议。
QuadBoat 的价值在于把仿生结构转成一套可测试的水面操作方案,而不是证明救援难题已经解决。要走向真实部署,还需要提高成功率,并验证抗浪能力、通信安全、载荷冗余和与救援人员协同的流程。