کاربرد فناوری های فوق پیشرفته برای نجات زلزله زدگان

  3960824138

پس از وقوع زلزله مهمترین موضوعی که مورد توجه همگان قرار دارد جستجو و نجات افراد حادثه دیده در کوتاه ترین زمان ممکن و کاهش تلفات احتمالی است.

کاربرد فناوری های فوق پیشرفته برای نجات زلزله زدگان

 

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری؛ زلزله های مخرب و فاجعه آمیز چند دهه اخیر نشان داده که ایران کشوری زلزله خیز است و هیچ نقطه ای از آن از خطر زلزله در امان نیست.

ساختمان زمین شناسی فلات ایران و حواشی آن به سیستم کمربند چین خورده دوران سوم زمین شناسی ارتباط دارد که از نظر ذخائر معدنی و اقتصادی یک عامل بالقوه و مثبت و از نظر تکان های لرزه خیزی یک عامل منفی است. کشور ما در قسمت میانی کمربند کوهزایی آلپی واقع شده و این حرکات هنوز به اتمام نرسیده و تعادل نهایی برقرار نشده است. لذا موقعیت ایران در بین دو قاره قدیمی و مقاوم یعنی اوراسیا در شمال و آفریقا- عربستان در جنوب، پلاتفرمی ترد و شکننده بوده که وجود گسل های فعال و فراوان و زلزله های متعدد دلیل این مدعاست.

سالانه هزاران نفر بر اثر آسیب دیدن و یا مفقود شدن در زیر آوار ساختمان ناشی از حوادث غیر مترقبه از قبیل زلزله، سیل، انفجار، آتش سوزی و تاخیر یا سهل انگاری در عملیات نجات توسط گروه های امداد، جان خود را از دست می دهند. طراحی، پیاده سازی و استفاده از سیستم های شناسایی و ربات های امدادگر نه تنها از طریق جستجوی علائم حیاتی مصدومان باعث کاهش زمان و افزایش چشمگیر دقت جستجو می شود، بلکه عملیات نجات را برای مصدوم یا تیم های امداد امن تر می کند.

در ادامه به بررسی تعدادی از فناوری های تولید شده در خارج و داخل کشور که برای مکان یابی، تشخیص و امدادرسانی به قربانیان زلزله مورد استفاده قرار می گیرند، می پردازیم.

 

فناوری فایندر ناسا

سیستم رادار فایندر (Finder) که با همکاری سازمان فضایی آمریکا (ناسا) و اداره‌ امنیت داخلی این کشور طراحی و ساخته شده است. دستگاهی به شکل یک چمدان با وزن حدود ۱۰ کیلوگرم بوده و از راه دور قادر به تشخیص ضربان قلب کسانی است که در زیر آوار حاصل از زلزله به دام افتاده اند.

این دستگاه که در سال 2013 عرضه شد، از فناوری رادار مایکروویو برای جستجوی علائم حیاتی مانند تنفس انسان استفاده می ‌کند و در حال حاضر قادر به ثبت ضربان قلب از فاصله‌ ۳۰۰ متری در فضای باز، در عمق ۹ متری آوار آجر و عمق ۶ متری آوار بتن جامد است.

سیستم فایندر که بر اساس ارسال امواج مایکروویو و تجزیه و تحلیل انعکاس آنها کار می کند، قادر به تمایز آوار، انسان و حیوان از یکدیگر است. زیرا حسگرهای آن به قدری حساس اند که فرق بین الگوی تنفس و ضربان قلب انسان و حیوان را به سرعت تشخیص می دهند.

ربات روبوکیو

ربات روبوکیو (RoboCue) که در سال 2009 عرضه شد، به وسیله اداره آتش نشانی توکیو برای مکان یابی و خارج کردن ایمن قربانیان از محل حادثه طراحی و توسعه داده شده است. این ربات که قابل کنترل از راه دور است، توسط سیستم چرخ زنجیری که گذر از موانع را آسانتر می کند حرکت کرده و مجهز به مخزن اکسیژن سیار و برانکارد است.

روبوکیو از حسگرهای آلتراسونیک و دوربین های مادون قرمز برای مکان یابی افراد به دام افتاده استفاده می کند. و با دو بازویی که در آن تعبیه شده به آرامی فرد آسیب دیده را بر روی برانکارد قرار داده و به مکانی ایمن منتقل می کند.

خزنده رباتیک

خزنده رباتیک (Robotic Safety Crawler) که شبیه یک تابوت حمل جسد به نظر می رسد در واقع یک ماشین نجات برای انتقال فرد مجروح به جای امن است.

این ربات که برای اداره پلیس شهر یوکوهاما ژاپن ساخته شده است، می تواند فردی به وزن ۱14 کیلوگرم را در داخل بدنه راحت خود حمل کند.

این خزنده رباتیک که به عنوان یک برانکارد کنترل از راه دور با امنیت بالا طراحی شده، که از طریق دوربین های مادون قرمز استاندارد خود قادر به جستجوی آسیب دیدگان نیز هست.

این ربات حتی به حسگرهای داخلی مجهز بوده که در طی مسیر انتقال مصدوم، جریان خون و سایر نشانه های حیاتی او را کنترل می کند.

ربات ماری شکل

ربات ماری شکل (26-Foot-Long Snakebot) توسط تیم تحقیقاتی دانشگاه توهوکو ژاپن به سرپرستی پروفسور تادوکورو ساتوشی برای جستجو و مکان یابی افراد به دام افتاده در اثر زلزله طراحی و ساخته شده است.

طول این ربات پلاستیکی حدود 8 متر و ضخامت آن 2.5 سانتیمتر بوده و از وزنی حدود 3 کیلوگرم برخوردار است. ربات ماری شکل نیروی لازم برای حرکت را از یک موتور الکتریکی تأمین و برای پیشروی از موهای نایلونی کوتاهی که سطح بیرونی بدن آن را پوشانیده اند استفاده می کند. سرعت حرکت این ربات جستجوگر کند و حدود ۵ سانتی متر در ثانیه است.

ربات ماری شکل قادر است به گوشه های تیز مکان های آسیب دیده بخزد، از شیب های ۲۰ درجه بالا رفته و از درون شکاف های باریک عبور کند و به وسیله چشم دوربینی که در بخش سر آن تعبیه شده است تصاویر محیط را به گروه نجات ارسال کند.

ربات نجات انسان نما

ربات بیرون کشیدن مجروحین از میدان جنگ (BEAR)، که ساخت شرکت آمریکایی وکنا رباتیک است، در زمره ربات های امدادگر قرار گرفته و به منظور استفاده در موقعیت های خطرناک مختلفی از جمله حوادث زلزله طراحی شده است.

این ربات از دو مجموعه مستقل چرخ زنجیری برای هر کدام از پاهایش استفاده می کند که امکان انجام هر نوع حرکت خاصی را برای آن فراهم آورده است و این ربات را قادر می سازد تا با نشستن بر روی زانوها، لگن، یا پاهایش ارتفاع خود را تغییر دهد.

این ربات انسان نما از بدنه ای قدرتمند و سیستم هیدرولیک برای بلند کردن افراد مجروح استفاده می کند و قادر است تا حدود 227 کیلوگرم را از زمین بلند کند.

ربات کوئینس

کوئینس (Quince) رباتی کوچک ولی منحصر به فرد بوده که به وسیله موسسه فناوری چیبا در ژاپن تولید شده است. این ربات که به اندازه یک ماشین اسباب بازی بوده، با چهار مجموعه چرخ زنجیری و شش موتور الکتریکی تجهیز شده است.

کوئینس دارای یک بازوی موتوری بوده که قادر به باز کردن دستگیره های در و تحویل غذا یا سایر تجهیزات است. اما چیزی که این ربات را جالب توجه می کند، حسگرهای آن است. کوئینس دارای یک حسگر مادون قرمز و یک حسگر دی اکسید کربن است که برای تشخیص تنفس و حرارت بدن افراد به دام افتاده استفاده می شود.

ربات سوسکی دش

دنیای حشرات بستری مفید و الهام بخش برای مهندسین رباتیک است. ربات دش (Dash) که با الهام و تقلید از راه حل های زیستی در دانشگاه برکلی آمریکا ساخته شده است، رباتی فوق ارزان و فوق جان سخت بوده که با الهام از سوسک حمام توسعه داده شده است.

هزینه ساخت این ربات کمتر از یک دلار بوده و از قطعات دور ریز تلفن های همراه و سایر لوازم الکترونیکی ساخته شده و بدنه آن نیز مقوایی است. این ربات به تجهیزات پایه، از قبیل دوربین های تلفن های همراه با رزولوشن پایین (اما ارزان قیمت) و تراشه وای فای مجهز شده است.

ربات دش فوق العاده چابک و سریع است و در هر ثانیه حدود ۱.۵ متر حرکت می کند. بدنه مقوایی ربات آن را بسیار بادوام ساخته است به طوری که حتی پس از سقوط از یک ساختمان ده طبقه سالم می ماند.

در مواقعی که بودجه کافی برای اجرای عملیات نجات تأمین نشده باشد، این ربات گزینه بسیار با ارزشی به حساب می رود.

ربات HyQ

ربات چهار پای هیدرولیک (HyQ) که با الهام از ساختار بدن حیوانات طراحی شده، در حال گذراندن مراحل تحقیقات تکمیلی و توسعه در موسسه فناوری جنوا در ایتالیا است.

این ربات که هم اکنون می‌تواند با برخورداری از چهار نقطه اتکا، سرپا بایستد، روی سطوح ناهموار راه برود، به هر جهت بچرخد، از موانع عبور کند و در صورت افتادن دوباره برخیزد. قرار است به حسگرهای مختلفی از جمله حسگر لیزری، دوربین و همچنین حسگر سنجش آلودگی و گاز مجهز شود.

ربات HyQ همراه تیم های نجات در عملیات خطرناک از قبیل حادثه زلزله برای انتقال وسایل و مواد خوراکی به مکان‌ هایی که از  دسترس انسان خارج است، استفاده خواهد شد.

ربات E2-DR

ربات E2-DR که به وسیله شرکت هوندا ژاپن تولید شده قادر به راه رفتن، پرش از روی انواع موانع، بالا رفتن از پلکان و حتی نردبان بوده و می تواند از فضاهای باریک و محبوس به راحتی عبور کند.

ارتفاع این ربات ۱.۶۸ متر و وزن آن ۸۵ کیلوگرم بوده و علت وزن پایین آن استفاده از فیبرهای نوری سبک مستحکم به جای کابل های عادی در فرایند تولید است.

این ربات به تعدادی دوربین و حسگرهای سه بعدی برای شناسایی دقیق محیط اطراف مجهز شده و از قابلیت ارتباطی بی سیم نیز برخوردار است. یک باتری لیتیومی با توان ۱۰۰ وات در ساعت نیروی لازم جهت اجرای فعالیت های مختلف را برای آن فراهم می کند.

در کشور ما نیز دانشگاه های بسیاری از قبیل دانشگاه های تهران، صنعتی اصفهان، امیرکبیر، صنعتی کرمانشاه، آزاد اسلامی قزوین و ... در حوزه طراحی، ساخت و توسعه فناوری های نوین امداد و نجات از قبیل ربات های شناسایی و امدادگر فعالیت داشته و تاکنون موفق به کسب رتبه های برتر در عرصه های بین المللی شده اند.

اگرچه توسعه این گونه فناوری ها در کشور از سوی مراکز تحقیقاتی و دانشگاهی با جدیدت دنبال شده و شتاب فراوانی نیز داشته ولی به علت عدم اعتماد مسئولین و توجه آنها در خصوص بکارگیری ربات ها در مقیاس واقعی، هنوز کاربرد چندانی ندارد و عموماً در مقیاس تحقیقاتی و برای شرکت در مسابقات مختلف باقی مانده است. در ادامه به بررسی سه تجربه در داخل کشور می پردازیم.

 

ربات های همکار ECERC1 و ECERC2

ربات های امدادگر همکار ECERC1 و ECERC2 در پژوهشکده برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی اصفهان طراحی و ساخته شدند.

ECERC1 مجهز به سنسورهایی است که بدون تماس می تواند از روی علائم حیاتی نظیر حرکت بدن، علائم صوتی، حرارت بدن، گاز دی اکسید کربن حاصل از تنفس و یا تی فرم و شکل بدن، مصدوم را شناسایی و موقعیت یابی کند.

تجهیز ربات با این امکانات منجر به افزایش حجم و وزن و در نتیجه لختی آن می شود. از این رو ECERC2 با تجهیزات کمتر و در نتیجه حجم و وزن کمتر، با ابعادی بسیار کوچکتر و سرعتی بیشتر، طراحی شده که در حقیقت وظیفه اصلی آن ایجاد یک دید کلی از محیط، مسیرهای باز قابل حرکت و تعیین موقعیت مصدوم و موانع است. تنها راه ارتباطیECERC2 با محیط، یک دوربین بی سیم رنگی با قابلیت چرخش افقی (به عنوان ورودی) است.

با در نظر گرفتن دید کلی حاصل از گردش ECERC2، ECERC1 می تواند جهت استخراج جزئیات دقیق تر از جمله شرایط گازی محیط (نشت گاز شهری CH4، وجود دود)، موقعیت جغرافیایی مصدومین و موانع، اندازه گیری درجه حرارت مصدومین (بدون برقراری تماس با مصدوم) و همچنین برقراری ارتباط صوتی و تصویری، کارایی تیم نجات و همچنین ضریب اطمینان عملیات را به طور کامل و قابل ملاحظه ایی افزایش دهد.

ربات آسیم

ربات آسیم که حاصل تحقیقات تیم رباتیک سازمان جوانان جمعیت هلال ‌احمر (آسما ماشین) است به دلیل سبکی، کارآمدی و نیز سرعت عمل مناسب به عنوان رباتی امدادگر در حوادثی از قبیل زلزله به شمار می رود.

آسیم قادر است علاوه بر ایفای نقش شناسایی مصدومین، آب، غذا، دارو و سایر اقلام ضروری در شرایط بحران را برای آنان فراهم کند.

این ربات به سنسورهای حرارتی دقیقی مجهز بوده که با تشخیص درجه حرارت ۳۶ درجه سانتیگراد از فاصله نسبتاً دور قادر به تشخیص افراد زنده گرفتار در زیر آوار هستند. وجود سنسورهای حساس به گاز دی اکسید کربن در این ربات نیز می ‌تواند تا حد بسیار زیادی در تشخیص افراد گرفتار در زیر آوار مفید باشد.

دوربین ‌های نصب شده روی آسیم این امکان را به اپراتور می‌ دهد که با دریافت تصاویر لحظه به لحظه از شرایط موجود در آن منطقه اطلاعات خوبی را کسب کند. شعاع دید از طریق این دوربین ها امکان رؤیت محدوده وسیعی را امکان‌ پذیر کرده است.

امدادگر روباتیک ناجی 4

روبات ناجی۴ یک روبات کنترل دستی است که توسط اپراتور کنترل می شود و در مرکز تحقیقات مکاترونیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین طراحی و ساخته شده است. این ربات توانایی عبور از سطوح ناهموار را داشته و می توان از راه دور و توسط پایگاه های زمینی یا حتی ماهواره آن را کنترل کرد.

ناجی۴ حسگرها و دوربین های مختلفی دارد که در پیمودن مسیر و انجام دستورات به آن یاری می رسانند. اپراتور روبات می تواند ۸ تصویر را به طور همزمان از طریق دوربین های آن دریافت کند و با داشتن ایده کاملی از شرایط و موقعیت مصدوم، تصمیم گیری کند.

این روبات ها توسط حسگرهای دما و گاز دی اکسید کربن به تشخیص انسان و وضعیت مصدوم می پردازند. همچنین این روبات با استفاده از پردازش تصاویر ارسالی از دوربین ها و دوربین ویژه حرارتی خود می تواند وضعیت و محل مصدوم را گزارش کند.

یکی از ویژگی های مهم بازوی ربات ناجی 4 درجات آزادی بسیار آن است که باعث راحتی حرکت و انعطاف پذیری بیشتر بازو برای اجرای ماموریت محول شده به آن می شود. مچ این بازو نیز بسیار خوب طراحی شده به گونه ای که می تواند در زوایای مختلف حرکت کند.

این بازو قادر است در محل هایی که حادثه ای رخ داده وارد دالان ها شده و به کمک دوربین هایی که روی آن قرار دارد، محل را به دقت جستجو و حتی زیر آوار را ببیند و بسته های حیاتی اولیه مثل یک بطری آب یا داروهای خیلی ضروری و حیاتی را حمل کرده به مصدوم برساند. ناجی۴ بعد از وارد شدن به محل حادثه می تواند نقشه محل را با کمک حسگرهای پیشرفته خود تهیه کند و با ارائه محل دقیق مصدومان، کمک مهمی برای امدادگران در محل حادثه باشد.

استفاده از فناوری های فوق پیشرفته در حوزه ردیابی و نجات آسیب دیدگان بلایای طبیعی از قبیل سیل و زلزله در جهان در حال افزایش است. زیرا کاربرد آنها نه تنها منجر به افزایش سرعت، دقت و کارایی عملیات نجات می شود بلکه تا حد زیادی از احتمال به خطر افتادن گروه های امدادی در طی اجرای عملیات نیز می کاهد. کشور ما با وجود ظرفیت عظیم نخبگان، بسترهای مساعد توسعه نوآوری های امداد و نجات و همچنین تولید فناوری های پیشرفته در این حوزه از استقبال مسئولین جهت تجاری سازی و کاربرد این محصولات بی بهره مانده است. امید است با نوسازی تجهیزات و ایجاد تحولات سازنده در این حوزه شاهد کاهش تلفات ناشی از حوادث غیرمترقبه ای نظیر زلزله باشیم.

yektanetتریبونخرید ارز دیجیتال از والکس

پربحث‌های هفته

  1. جنگ ترکیبی خودمان، علیه خودمان!

  2. کارگری انگشتر ۵۰ میلیاردی را به صاحبش بازگرداند

  3. جلاد، به پایان سلام کن!

  4. بهادری جهرمی: مبالغ جرایم رانندگی متناسب با تورم افزایش یافت

  5. تورم چه زمانی تک رقمی می‌شود؟

  6. نرخ تعرفه‌های خدمات بهداشتی درمانی ۱۴۰۳ اعلام شد/ نرخ رسمی ویزیت ۵۰% گران می‌شود!

  7. بازداشت سومین عامل حمله تروریستی در مسکو

  8. آقایان رئیسی و اژه‌ای! آیا در پیشگاه خدای متعال و امام‌زمان (عج) پاسخی دارید؟

  9. انتقام از پوتین؟

  10. عوامل توهین کننده به نظام و مقدسات اسلامی دستگیر شدند

  11. ائتلاف ایران، روسیه و چین تبدیل به کابوسی برای آمریکا می‌شود

  12. علم‌الهدی: امروز در کشور از آثار تحریم اقتصادی آمریکا مشکلی حس نمی‌کنیم

  13. بازگشت احتمالی ترامپ چه تاثیری بر اقتصاد ایران دارد؟

  14. افزایش ١٧٠ درصدی حداقل حقوق کارگران در دولت سیزدهم

  15. مردم طلای دست دوم خریداری نکنند

  16. خط و نشان حقوقی ایران برای کویت

  17. هشدار سخنگوی پلیس به رانندگان نوروزی؛ آمار تصادفات هولناک است!

  18. اول، بساط دلالی باید جمع شود

  19. وزیر اقتصاد: در سال ۱۴۰۲ رکورد بیشترین سرمایه‌گذاری خارجی واقعی در ۱۶ سال اخیر شکسته شد

  20. کولرهای گازی بلای جان صنعت برق

  21. منظور: تخصیص ارز کشور برای واردات خودرو به صرفه نیست

  22. ایران اینترنشنال در آستانه تعطیلی / تعطیلی قریب الوقوع دفتر واشنگتن + عکس

  23. دادستان ساری: خسارات وارده قطع سه هزار اصله نهال جبران شود

  24. ابابیل ۵، از آخرین دستاورد‌های قدرت پهپادی جهان

  25. خاندوزی: با طیفی مواجه هستیم که تمایلی برای مشارکت در اداره کشور ندارند

آخرین عناوین