Rosnąca liczba zagrożeń terrorystycznych skłania naukowców na całym świecie do opracowywania rozwiązań bezpiecznego reagowania na akty przemocy. W obliczu realnego zagrożenia konieczny stał się rozwój robotyki mobilnej. Jest on odpowiedzią na potrzeby stróżów prawa, by skutecznie chronić obywateli przed terrorystami. Robotyka pozwala zastąpić człowieka w sytuacjach największego zagrożenia dla życia, jak np. neutralizacja terrorystycznych ładunków wybuchowych.
Naukowcy z Przemysłowego Instytutu Automatyki i Pomiarów opracowali modele robotów przeznaczonych dla pirotechników. Roboty, w których zastosowano najnowocześniejsze rozwiązania technologiczne, służą przede wszystkim do działań jednostek antyterrorystycznych, rozpoznając i neutralizując niebezpieczne ładunki. Zdaniem dr inżyniera Jana Jabłkowskiego, Dyrektora PIAP, maszyny te są niezbędne w warunkach szkodliwych i w terenach skażonych. „Od samego początku maszyny te powstawały przy współpracy z ich użytkownikami. Pozwoliło nam to, na ciągłe doskonalenie konstrukcji oraz tworzenie rozwiązań zgodnie z potrzebami rynku”.
„Inspector” - antyterrorysta
Narzędziem, które zrewolucjonizowało działania antyterrorystyczne w Polsce, był robot „Inspector”. Pozwala on na bezpieczne przewożenie ładunku wybuchowego do miejsca neutralizacji. Jest to możliwe dzięki stałej orientacji chwytaka przy jednoczesnym poruszaniu się reszty manipulatora i bazy mobilnej. Robot ten waży 550 kg i należy do najlepszych w swojej klasie. Przepycha lub holuje samochody o masie 1500 kg, pozostawione na dowolnym biegu. Może płynnie poruszać się po schodach i innych przeszkodach, a także pracować zarówno w terenie otwartym, jak i w budynkach.
Zdalne sterowanie robotem za pomocą komunikacji radiowej w przestrzeni otwartej może sięgać nawet do 800 m. Maksymalny czas pracy robota, w zależności od wykonywanych zadań, wynosi 8 godzin. Połączenie ze stanowiskiem operatorskim za pomocą kabla pozwala zaś na automatyczne ładowanie baterii.
Stanowisko operatorskie wyposażone jest w kolorowy 15” monitor główny, na którym widoczny jest widok z 4 kamer oraz dwa dodatkowe małe monitory do graficznej wizualizacji odczytu z czujników (np. położenia manipulatora, siły ścisku, naładowania baterii). System kontroli robota zaprogramowany jest tak, by operator mógł sterować równocześnie wszystkimi stopniami swobody maszyny. Aby zwiększyć precyzję operowania, robot posiada specjalną funkcję, umożliwiającą płynne sterowanie prędkością wszystkich napędów, od zera do prędkości maksymalnej. Prace operatora przy ograniczonej widoczności ułatwia podświetlona konsola. Układ klawiszy sterujących odpowiada graficznemu odwzorowaniu robota.
Na manipulatorze umieszczone są czujniki oraz mikrofon, za pomocą którego można prowadzić negocjacje z terrorystami. Zastosowanie specjalnego systemu napędowego manipulatora pozwala na zminimalizowanie odrzutu podczas wystrzału z wyrzutnika pirotechnicznego lub wybuchu ładunku umieszczonego w chwytaku lub jego pobliżu. W 2001 roku pierwszy taki robot trafił do Policji, gdzie do dnia dzisiejszego, podobnie jak kolejne jednostki z tej serii, wspiera pracę pirotechników.[----- Podzial strony -----]
Praca z „Expertem”
Kolejnym modelem, który sprawdził się w nieco innych warunkach, jest robot „Expert”. Zdaniem Piotra Szynkarczyka, kierownika Zespołu Inteligentnych Systemów Mobilnych PIAP, w modelu tym zastosowano unikalną konstrukcję. Dzięki temu, robot ten doskonale sprawdza się w środkach komunikacji publicznej tj. w samolotach, autobusach, wagonach kolejowych, okrętach oraz małych i ciasnych pomieszczeniach.
„Expert” umożliwia zajrzenie zarówno pod fotele, jak i do luków bagażowych, znajdujących się nad głową pasażera. Jego konstrukcja została opracowana tak, by robot mógł poruszać się po najbardziej nawet ciasnych przejściach każdego samolotu. Przy budowie robota konstruktorzy korzystali z dokumentacji technicznej samolotów po to, by odpowiednio dobrać wymiary i parametry maszyny. Jest to, zdaniem dyrektora PIAP, jedyny na świecie robot, który może zakręcić z korytarza pociągu do jego przedziału, a następnie sięgnąć do półki z walizkami, umożliwiając przechwycenie walizki.
Roboty o dużych gabarytach są zazwyczaj zbyt obszerne, by wykonać taki zwrot, natomiast roboty małe nie pozwalają na sięgnięcie po bagaż, znajdujący się na dużej wysokości. „Expert” pozwala osiągnąć punkty znajdujące się nawet na wysokości 3 metrów. Konstrukcja tego robota posiada małą bazę mobilną oraz manipulator o dużym zasięgu i udźwigu jednocześnie. Robot został zaprojektowany tak, by podnosić standardowy dopuszczalny ciężar bagaży podręcznych w samolotach, czyli 15 kg. Konstrukcja układu jezdnego pozwala na pokonywanie wysokich przeszkód oraz schodów, a także terenów z podłożem piaszczystym, błotem i głębokimi kałużami.
„Expert” wyposażony jest w 6 kamer. Cztery kolorowe kamery rozmieszczone są na chwytaku, z tyłu i z przodu robota oraz na manipulatorze (kamera główna z możliwością obrotu o 360° i 90° góra-dół). Ponadto dwie kolorowe kamery boczne umieszczone są po bokach przednich gąsienic, co pozwala na inspekcję np. przestrzeni pod fotelami. W robocie zastosowano również system autodiagnostyczny, wykrywający wszelkie usterki i wyświetlający komunikaty tekstowe na monitorze, w który wyposażone jest stanowisko operatorskie. W przypadku tego robota stanowiskiem tym jest walizka odporna na uszkodzenia mechaniczne. Zawiera ona 15” kolorowy monitor, na którym widoczny jest przekaz z wybranej kamery oraz dodatkowy mały monitor do wizualizacji odczytów z czujników, jak również wspomnianych komunikatów awaryjnych.
„Expert” może być sterowany zarówno drogą radiową, jak i przez kabel, a czas operacji przy zasilaniu z akumulatorów wynosi od 4 do 8 godzin. W celu zmniejszenia ryzyka uszkodzenia robota, większość kabli ukryto wewnątrz konstrukcji, a zastosowanie sprzęgieł przeciążeniowych w manipulatorze, zapewnia minimalizację skutku odrzutu wystrzału lub wybuchu. Pierwszy robot z tej serii trafił na Lotnisko im. Fryderyka Chopina w 2004 roku.
Zdaniem dra Jana Jabłkowskiego w obu robotach wykorzystano najnowocześniejsze rozwiązania technologiczne. W korpusie każdego z nich znajdują się dziesiątki decymetrów kwadratowych płytek elektronicznych. Ich koszt to ok. 1 miliona złotych.
Wiele państw musi mieć siły bezpieczeństwa, które są gotowe stawić czoła wyzwaniom stawianym przez terrorystów. Obecny rozwój technologii i robotyki to, zdaniem dyrektora PIAP, zaledwie początek kariery robotów. Kolejnym przełomem w tej dziedzinie w Polsce będzie mały robot „Skaut”, którego konstrukcja pozwoli na pracę nawet we wnętrzu jaskini lub pod ruinami wielkich budowli.
Przedłużenie możliwości człowieka
Obecnie rozwój robotyki skupia się na tym, by operator mógł pozostać w jak najbardziej oddalony i w bezpiecznym ukryciu, mając jednocześnie stały strumień informacji z otoczenia (banki danych). Niezbędne w wyposażeniu robota przeznaczonego do celów antyterrorystycznych jest zatem wyposażenie w kamery i mikrofony oraz małe głośniki - po to, by móc obserwować sytuację i negocjować z terrorystą. Człowiek, siedząc przed ekranem, może prowadzić akcje, uczestnicząc w niej poniekąd wirtualnie.
W opracowanie tak wysoko rozwiniętej konstrukcji technicznej w PIAP zaangażowany jest zespół inżynierów (Zespół Inteligentnych Systemów Mobilnych), liczący średnio kilkanaście osób. Czas opracowania konstrukcji robota może trwać nawet kilka lat. Okres pracy nad każdym kolejnym modelem skraca się, ponieważ konstruktorzy wykorzystują doświadczenie i rozwiązania poprzednich modeli. I tak np. praca nad pierwszym robotem trwała około 3,5 roku, nad drugim – 2 lata, a konstrukcja trzeciego zakończyła się po półtorarocznych działaniach. Każdy model to, zdaniem Piotra Szynkarczyka – kierownika Zespołu Inteligentnych Systemów Mobilnych PIAP, nowe wyzwania i problemy, na które trzeba reagować błyskawicznie. Niezbędne przy takiej pracy jest wyposażenie w narzędzia, wiedzę oraz możliwości finansowe, które pomogą szybko wykorzystać gotowe i wcześniej opracowane konstrukcje. [----- Podzial strony -----]
Przy budowie każdego modelu robota pracują najczęściej 3 zespoły. Pierwszy z nich odpowiedzialny jest za stronę mechaniczną maszyny. Konstruktorzy ci pracują zarówno nad napędami jak i konstrukcją. Największym wyzwaniem dla konstruktorów jest to, by w małej przestrzeni pomieścić jak największą funkcjonalność. Elektronicy pracują nad systemami, które będą funkcjonalne w najtrudniejszych nawet warunkach pogodowych, zapewniając funkcjonalność robota. Ostatnim zespołem są programiści, budujący aplikacje do sterowania systemami elektronicznymi.
Te trzy zespoły muszą ze sobą ściśle współpracować tak, by opracowując projekt, przewidzieć także sytuacje awaryjne. W momencie, kiedy zostanie uszkodzony układ scalony, należy przewidzieć, jak robot będzie się zachowywał. To, jak podkreśla kierownik Zespołu Inteligentnych Systemów Mobilnych PIAP – dr inżynier Piotr Szynkarczyk, jest bardzo trudne. Oprogramowanie robota musi być przetestowane i pewne, ponieważ maszyna nie może wykonywać ruchów gwałtownych i nieprzewidywalnych. Robot musi ściśle współpracować z operatorem.
Przyszłość robotów
Niebawem roboty „wyjdą na ulicę”. Już dziś powszechne stało się wykorzystanie robotów w halach fabrycznych. Wykonują one uciążliwe lub mniej bezpieczne prace. Zdaniem Anny Nikodem z PIAP, powoli zbliża się czas wykorzystywania robotów do celów usługowych. Dziś, wciąż jeszcze sporadycznie, roboty zastępują policję lub żołnierzy – w przyszłości natomiast będzie to wykorzystanie powszechne.
Znane są już przypadki wykorzystania robotów w szpitalach. Służyły one jako pomoc w prostych czynnościach, jak roznoszenie termometrów. Japończycy pracują nad maszynami, które mogłyby zastąpić człowieka w prostych czynnościach domowych, np. w sprzątaniu czy pielęgnowaniu ogrodu. Te roboty już teraz przypominają fizjonomią człowieka - po to, by jego wykorzystanie było dla użytkownika przyjemne. Taki robot potrafi reagować mimiką odpowiednio do sytuacji. Twarz maszyny jest w stanie zaprezentować osiem różnych mimik!
Prawdziwy rozwój i przełom w dziedzinie robotów przeznaczonych do celów wojskowych i misji specjalnych nastąpi dopiero w przyszłości. Rozwój robotyzacji nastawiony jest na tworzenie małych, specjalistycznych jednostek o wielkich możliwościach mobilnych, dających możliwość przemieszczania się w bardzo ciasnych i małych miejscach. Robot zastąpi człowieka, interweniując w sposób nie zagrażający życiu ludzkiemu. Robot atakujący z lądu, z powietrza czy też maszyny poruszające się po wodzie będą w coraz bardziej powszechnym zastosowaniu.
Na obecnym etapie rozwoju robotyki mobilnej w zastosowaniach antykryzysowych i antyterrorystycznych kluczowym elementem jest doskonała i niczym nie zachwiana komunikacja pomiędzy operatorem robota a samym urządzeniem. Robot powinien być w pełni operowany przez człowieka. Przyszłością w tej dziedzinie są maszyny, które, odpowiednio zaprogramowane, mogą samodzielnie wykonywać wszelkie zadania.
Joanna Paszkowska
POSŁUCHAJ AUDYCJI - mp3 (15,2 MB)
