Field Insights for Portable Vine Robots in Urban Search and Rescue

要約

柔らかく成長するつるロボットは、雑然とした未知の環境を探索するのに適しており、地震、火災、爆発、材料の欠陥によって引き起こされる構造崩壊事故の際にも機能すると理論化されています。
これらのつるロボットは先端から伸びるため、瓦礫で満たされた通路を簡単に移動できるようになります。
最先端のつるロボットは考古学やその他の現場でテストされていますが、都市捜索救助 (USAR) への応用能力は十分に理解されていません。
この目的を達成するために、人工的に倒壊した構造物内で動作するつるロボット システム、ソフト パスファインディング ロボット観察ユニット (SPROUT) の限界をテストするために設計された一連の実験を紹介します。
私たちのテストは、USAR の乗組員が宇宙空間を航行する際に直面する課題とそれに伴う危険から導き出された難易度の分類に基づいて行われています。
初期実験では、理想的なものと実装されたつるロボットのフォームファクターの実行可能性、およびシステムの制御とセンサー化を調査します。
2 番目の実験セットでは、ドメイン固有の設計改善を適用して、システムの移植性と信頼性を向上させます。
SPROUT は、狭い開口部、角を曲がったところ、隙間の中に成長する可能性がありますが、制御と状況認識を向上させるにはセンサー化の追加開発が必要です。

要約(オリジナル)

Soft, growing vine robots are well-suited for exploring cluttered, unknown environments, and are theorized to be performant during structural collapse incidents caused by earthquakes, fires, explosions, and material flaws. These vine robots grow from the tip, enabling them to navigate rubble-filled passageways easily. State-of-the-art vine robots have been tested in archaeological and other field settings, but their translational capabilities to urban search and rescue (USAR) are not well understood. To this end, we present a set of experiments designed to test the limits of a vine robot system, the Soft Pathfinding Robotic Observation Unit (SPROUT), operating in an engineered collapsed structure. Our testing is driven by a taxonomy of difficulty derived from the challenges USAR crews face navigating void spaces and their associated hazards. Initial experiments explore the viability of the vine robot form factor, both ideal and implemented, as well as the control and sensorization of the system. A secondary set of experiments applies domain-specific design improvements to increase the portability and reliability of the system. SPROUT can grow through tight apertures, around corners, and into void spaces, but requires additional development in sensorization to improve control and situational awareness.

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