機器人輔助救援人員在猶他州礦難後尋求答案

工作人員將一臺臨時拼湊的機器人爬行器送入克蘭德爾峽谷礦井,但它無法應對地震活動、地下水和其他挑戰。

本週,參議院聽證會正在進行,以調查猶他州克蘭德爾峽谷礦井事故,該事故奪走了六名礦工和三名救援人員的生命。與此同時,人們也在努力評估被派去協助失敗救援任務的機器人裝置的效能。

當機器人團隊試圖挖掘線索,瞭解被困在地下1500英尺處的礦工的下落時,他們面臨著幾個艱鉅的工程和裝置控制挑戰。礦井的深度意味著任何部署的移動機器人都需要配備能夠在穿過鑽入礦井上方山體的七個鑽孔之一後,還能在到達礦井底部後導航數百英尺。此外,機器人必須防水,以防止在穿越礦井內部時浸沒在地下水池中時發生故障。所有這些都必須使用地面上的裝置來控制機器人的運動和車載攝像頭來完成。

南佛羅里達大學安全保障救援技術研究所主任羅賓·墨菲表示,由於時間限制和山體持續移動的阻礙,工作人員只能夠將一臺移動機器人透過一個鑽孔送到礦井底部,它在那裡從入口點行進了七英尺遠。美國勞工部礦山安全與健康管理局負責監督8月6日塌方事故後的所有救援和恢復行動,事故發生後不久,該局請求研究所的機器人輔助搜尋和救援中心提供幫助。


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克蘭德爾峽谷礦井位於鹽湖城以南 120 英里處,在一次塌方中坍塌,其威力之大,在里氏震級上記錄為 3.9 級。最初的塌方發生後,餘震持續了數天,最強烈的一次發生在 8 月 16 日,震級為 1.6 級,並導致隨後的坍塌,奪走了三名救援人員的生命。在那之後,救援人員主要依靠貫穿山體的鑽孔來了解礦工可能被困的位置。七個鑽孔中的每一個直徑從 2.5 英寸到近 9 英寸不等,至少需要 40 個小時才能鑽成。最深的孔切入山體超過 2,000 英尺,耗時超過 58 小時。

救援隊決定使用 Inuktun Services 提供的 4x15 英寸履帶建造一個機器人爬行器,以便車輛能夠擠過狹小的空間。該機器人連線到 PipeEye International 提供的控制電纜,並配備了 Inuktun Spectrum 90 兩棲雲臺變焦攝像頭以及一個非常小的攝像機。

PipeEye 在礦場現場工作了七天,與 Inuktun 的技術連線,使用了超過一英里的光纖和銅纜。雖然 PipeEye 的機器人裝置都沒有小到可以放入鑽孔,但該公司能夠將其一臺機器人的控制電子裝置轉移到 Inuktun 的一臺裝置上。

隨著山體在礦井上方移動和沉降,搜尋隊經歷了迅速惡化的狀況。儘管鑽了七個鑽孔,但在機器人裝置能夠穿過之前,第六個和第七個鑽孔就坍塌了。

PipeEye 的機器人設法透過第四個鑽孔降落到礦井底部。它的攝像頭捕捉到了用於穩定礦井頂部的金屬絲網的影像,但這些金屬絲網卻垂到了地面。“我們只能看到成堆的岩石和泥土,”PipeEye 的高階技術員詹姆斯·米爾沃德說。墨菲補充說,礦井底部的狀況“比我們預期的還要糟糕”。由於持續的地震活動在礦井牆壁上炸開洞,地面上充滿了水和碎屑。

由於無法向救援人員提供太多資訊,機器人被留在鑽孔中過夜。不幸的是,當工作人員第二天早上返回取回機器人時,他們發現孔洞已經移動,機器人無法再返回地面。儘管進行了多次嘗試移除機器人,包括使用 400 磅的鑿子來破碎阻擋其逃生的地面,但價值 35,000 美元的機器人永久地被困在地面以下 52 英尺處。“它永遠地留在了山裡,”米爾沃德說。

米爾沃德確信,如果給他更多時間,他和他的團隊可以設計出更適合這種情況的機器人裝置。使用的機器人勉強足夠小,可以穿過鑽孔。“如果我們在這個行業再做任何工作,”他說,“我們將使用更小的版本。”

墨菲希望在克蘭德爾峽谷吸取的教訓將被納入美國商務部國家標準與技術研究院或 NIST 為未來救援機器人制定的任何標準中。她說,由於每次災難都不同,最好的機器人設計應該給救援人員最大的靈活性,並補充說:“即使你認為你知道下面有什麼,你也永遠無法完全正確。”

至關重要的是,機器人救援裝置在被送入像克蘭德爾峽谷那樣的惡劣環境之前,必須製作精良。這包括擁有一個防水的機身,感測器和攝像頭裝置安裝在機器人較高的位置,以便它們不太可能被碎片阻擋。所有這些都需要完成,以幫助地面上的工作人員操作機器人。墨菲說,救援現場的長時間和惡劣條件使得“期望人們能夠彌補現場任何技術缺陷是不合理的”。

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