Roboty mobilne PIAP

Do niedawna specjaliści rozpatrywali terroryzm jako samo zjawisko, starając się naukowo opisać i zdefiniować problem. Jednak w obliczu realnego zagrożenia nadszedł czas na zastanowienie się nad postępowaniem bezpośrednio po zaistnieniu aktu terroru.
Naukowcy na całym świecie starają się wyjść naprzeciw potrzebom stróżów prawa w tej materii. Państwa przeznaczają ogromne sumy pieniędzy na rozwój technologii, która w przyszłości będzie skuteczniej chronić obywateli przed terrorystami. Najbardziej rozpowszechnionym działaniem terrorystów jest podkładanie ładunków wybuchowych w obszarach miejskich, gdzie eksplozja zbiera największe żniwo.
W obliczu takiego zagrożenia bardzo dobrym rozwiązaniem okazuje się być robotyka, dzięki której neutralizacja terrorystycznych ładunków wybuchowych staje się zadaniem zdecydowanie mniej ryzykownym dla człowieka. W przypadku podłożenia bomby nie narażamy ludzkiego życia, ponieważ do podjęcia ładunku wysyłany jest robot. Przy pomocy mobilnego robota można dokonać rozpoznania i neutralizacji ładunku. Zdalne sterowanie urządzeniem pozwala na pełne bezpieczeństwo obsługującego, który daleko od miejsca zagrożenia precyzyjnie steruje jego ruchami. Robot w połączeniu z dodatkowymi akcesoriami, takimi jak rentgen, wyrzutnik pirotechniczny, czujniki chemiczne i radiologiczne, staje się urządzeniem jeszcze skuteczniejszym i bardziej uniwersalnym.

W Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów roboty mobilne powstają od 15 lat. Dwa z nich, Inspector i Expert, były wielokrotnie nagradzane i zyskały uznanie nie tylko w Polsce, ale i za granicą. Trzeci robot Scout jest tegoroczną premierą.
W 1992 roku utworzono specjalny zespół inżynierów (Zespół Inteligentnych Systemów Mobilnych), którzy zajmują się projektowaniem robotów mobilnych. Od 1999 roku Zespół zajmuje się robotami przeznaczonymi dla pirotechników, których głównymi zadaniami są: wspomaganie działań jednostek antyterrorystycznych Policji, praca w warunkach szkodliwych dla człowieka i w terenie skażonym, zdalne rozpoznanie i neutralizacja niebezpiecznych ładunków bez konieczności podchodzenia do nich oraz ochrona i inspekcja budynków.
Wszystkie roboty powstają przy współpracy późniejszych użytkowników. Pozwala to na ciągłe doskonalenie konstrukcji oraz tworzenie nowych rozwiązań zgodnie z potrzebami rynku.
Pierwszy w PIAP powstał Inspector, duży robot, którego unikalność nie może pozostać niezauważoną. Inspector waży 550 kg i należy do najsilniejszych w swojej klasie. Przepycha lub holuje samochody o masie 1500 kg, pozostawione na dowolnym biegu. Oprócz tego charakteryzuje się płynnym poruszaniem po schodach oraz innych nierównościach terenu. Dzięki konstrukcji manipulatora robot może podnosić ciężary nawet do 60 kg, a zachowanie stałej orientacji chwytaka, w czasie, kiedy reszta manipulatora i baza mobilna mogą być poruszane, pozwala na bezpieczne przewożenie ładunku wybuchowego do miejsca neutralizacji. Robot Inspector może pracować zarówno w terenie otwartym jak i w budynkach, a 4 kamery rozmieszczone z tyłu i z przodu, na manipulatorze i chwytaku robota umożliwiają operatorowi dokładną inspekcję terenu. Ponadto 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.
Zdalne sterowanie robotem za pomocą komunikacji radiowej w przestrzeni otwartej może sięgać nawet do 800 m. Czas pracy robota, w zależności od wykonywanych zadań, wynosi od 2 do 8 godzin. Jeśli połączyć robota ze stanowiskiem operatorskim za pomocą kabla, baterie automatycznie się ładują, a operator może kontynuować pracę. Stanowisko operatorskie wyposażone jest w kolorowy 15'' monitor główny, na którym widoczny jest widok z 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. Aby zwiększyć precyzję operowania, robot posiada specjalną funkcję umożliwiającą płynne sterowanie prędkością wszystkich napędów od zera do prędkości maksymalnej. Oprócz tego, jeśli nastąpi jakakolwiek awaria, operator usłyszy z pulpitu sygnał dźwiękowy. Aby ułatwić pracę operatora konsola sterownicza jest podświetlona, a układ klawiszy sterujących odpowiada graficznemu odwzorowaniu robota.
W 2000 roku pierwszy taki robot trafił do Policji, gdzie do dnia dzisiejszego, podobnie jak kolejne jednostki z tej serii, wspiera pracę pirotechników.

Dwa lata po sprzedaży pierwszej sztuki robota Inspector powstał prototyp kolejnego robota Experta (waga 180 kg). Jego konstrukcja jest unikatem w skali światowej. Według wiedzy pracowników PIAP, jest jedynym robotem na świecie, który wykonuje wszystkie zadania w środkach transportu: samolotach, autobusach, wagonach kolejowych, okrętach oraz małych i ciasnych pomieszczeniach. Co do samej konstrukcji, godzi ona ze sobą dwa sprzeczne wymogi, czyli małą bazę mobilną oraz manipulator o dużym zasięgu i udźwigu jednocześnie.
Dodatkowo Expert posiada specjalny system stabilizacji bocznej, który zapewnia zablokowanie położenia bazy mobilnej, a przez to bezpieczne podnoszenie dużych ciężarów oraz bardzo precyzyjne operowanie manipulatorem nawet przy jego pełnym wysięgu bocznym. Wysięg całkowity w linii prostej od podłoża wynosi prawie 3 m, co czyni możliwym podjęcie przez robota pakunków umieszczonych zarówno w lukach bagażowych samolotów jak i pod fotelami pasażerów. Robot został zaprojektowany tak, by podnosić standardowy dopuszczalny ciężar bagażu podręcznego w samolotach, czyli 15 kg. Konstrukcja układu jezdnego pozwala na pokonywanie wysokich przeszkód oraz schodów. Radzi sobie również z trudnym terenem innego typu, czyli podłożem piaszczystym, błotem i głębokimi kałużami.

Expert jest wyposażony 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. Zastosowano również specjalny program do precyzyjnej operacji (jak w Inspectorze), natomiast nowością jest system autodiagnostyczny, wykrywający na bieżąco wszelkie usterki i wyświetlający komunikaty tekstowe o nich na monitorze, w który wyposażone jest stanowisko operatorskie. Jest nim w tym przypadku walizka odporna na uszkodzenia mechaniczne. Podobnie jak w Inspectorze, mamy tu 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 manipulatora 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.
Roboty Inspector i Expert zdobyły wiele nagród, m.in. od prezydenta i premiera RP. Wzmianka o nich pojawiła się także na stronach internetowych NASA. Ogólne zainteresowanie robotami powstałymi w PIAP rośnie z roku na rok - obok wspomagania pracy pirotechników znalazły zastosowanie w wojsku, pomagając saperom. Za granicą PIAP jest znany jako solidny producent sprzętu wysokiej jakości, co przekłada się na wyniki sprzedaży oraz liczny udział w przetargach, do których dopuszczani są jedynie wieloletni producenci robotów, firmy będące na rynku międzynarodowym o wiele dłużej niż PIAP. Świadczy to o najwyższych kwalifikacjach naszych inżynierów. Dzięki nim jesteśmy w czołówce światowej robotyki w obrębie robotów mobilnych przeznaczonych do celów antyterrorystycznych.

W 2004 roku rozpoczęto prace nad nowym, niewielkim robotem mobilnym umożliwiającym zdalną inspekcję miejsc o ograniczonym dostępie: Scout. Robot charakteryzuje się małymi gabarytami, niewielką masą i dużą prędkością (ok. 10 km/h) oraz posiada możliwość dołączania urządzeń takich jak chwytak lub dodatkowe kamery. Scout jest zdalnie sterowany, zasięg radiowy wynosi ok. 100 m, a zasięg na światłowodzie ok. 300 m. W obecnej chwili jest to jeszcze prototyp, jednak w ciągu kilku miesięcy będzie można nim sprawdzić podwozie podejrzanego samochodu, ciasne pomieszczenie lub szyb wentylacyjny. W zależności od potrzeb na Scoucie będzie można zamontować wyrzutnik pirotechniczny do neutralizowania bomb, czujniki chemiczne i radiologiczne lub urządzenie rentgenowskie.
Mamy nadzieję, że i ten robot zadowoli użytkowników, a swoją pracą przyczyni się do zmniejszenia ryzyka związanego z pracą pirotechników, saperów i innych jednostek specjalnych w kraju i za granicą.

Roboty mobilne PIAP często biorą udział w targach i pokazach, tak w Polsce, jak i zagranicą. Inspector i Expert w ciągu 3 lat były wystawiane na ponad dwudziestu imprezach targowych na całym świecie, a sam Expert brał udział w wielu testach zorganizowanych przez jednostki specjalne z różnych krajów w celu zbadania cech i właściwości różnych robotów. Expert nie tylko uzyskał pozytywne oceny, ale np. w Chinach jako jedyny wykonał wszystkie zadania.

Oba roboty przeżyły przygody związane z wystąpieniami przed kamerą. Inspektor kilkakrotnie uczestniczył w programach telewizyjnych, m.in. "Europa da się lubić", "Mój pierwszy raz", a nawet wystąpił w filmie: "Vinci". Expert był wielokrotnie pokazywany i komentowany w programach informacyjnych, został także zaproszony do programu "Kawa czy herbata".

Gdzie jeszcze można zobaczyć i zapoznać się z naszymi robotami? W trakcie otwartych pokazów pracy przy okazji Święta Policji, organizowanych dla szerokiej rzeszy dorosłych i dzieci oraz podczas Wielkiej Orkiestry Świątecznej Pomocy, kiedy roboty pomagają zbierać pieniądze policjantom w niektórych województwach.

Anna Nikodym