當科幻漸變現實 - 有人操縱鐵路工程機械人投入測試

2022-04-19 14:01:51 最後更新日期:2022-04-20 12:20:40
William Lam

現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者

278459970 478271660646138 9014395565986791126 n正在修理理高架電車線的鐵路施工用機械人。(圖片來自JR西日本)

 

三十三年前,日本科幻動畫《機動警察》正式開播,這是一齣講述近未來世界一班公務員 / 日本警察的故事,或者說,這是一齣小警察的故事片,故事背景是1999年的東京,那個世界的東京和八十年代末的日本沒多大分別,惟一不同的是……那個世界有大量有人駕駛的工程機械人參與各類建設工程與運作,而由於機械人愈來愈多,也有更多人利用機械人犯罪,結果當時的日本警視廳成立特車二課(1),引入有人駕駛機械人以維持治安及處理機械人案件。這雖然是動畫,但……現實其實又不是距離我們很遠。

  

根據日本交通新聞網站「乗りものニュース」報道, JR西日本與「日本信號」及科創機械人公司「人機一體」合作,以人機一體去年開發的「零式人機 ver.1.0」驗證機械人為基礎,開發出高空 / 輸電柱鐵路施工用機器人,可以代替人工,進行架設、清理,目前正在進行測試並預期可於兩年後投入實際服務。報道指這機械人能夠減少3成人力,避免觸電及失足墜落等嚴重工業意外。該原型機械人原本是透過在「福島創新海岸計劃」的重建開發津貼的支持下搞出來的,似乎有預期在一定輻射水平下進行工作的任務要求。

 「零式人機 ver.1.0」版本及其操縱席,不過到V.2.0時,其人機橾作系統已發展至第五代且大幅縮小了。

 

277815567 10209317038358462 6000210569681034769 n現時使用的原型機零式人機 ver.2.0,於2022年3月的機械人展上初公開,之後就直接裝到JR西日本的小型裝軌吊臂上,它總共有13個關節,由實際照片所擺出的姿勢看來,除了手部仍使用夾式外,動作上已在相當程度上接近人形了,甚至還出現側身舉升物件的動作。(圖片來自連結YOUTUBE擷圖 )

 

 

單就廠方提供圖片,可見這機械人是接駁在一台可在路軌上運行的小型起重機車的舉升臂上,操作系統架設在原起重機車的操縱席上,操作員透過VR眼罩取得機械人觀察鏡頭的影像,並由操縱捍進行機械臂微細操作。比較特別的是,該公司採用機械人與駕駛者均在同一載台的設計,由駕駛者進行現場實際操作。至於在AI大流行兼理論上可用5G進行遙距控制的情況下,「人機一體」為何仍堅持人控抵近操作,「人機一體」的社長表示現時AI只是不斷學習,但對於學習紀錄中未有、而且細部內容不同的工作仍是有不適應的地方,且對不規則的衝擊和來自外部的干擾反應較弱,使用操作人員抵近控制可互相協調;另外利用VR視訊介面及一般的力反饋原理,也能很好地操作機械人。事實上,由放出的照片上可知,機械人本身也有斜著身子舉起電纜夾的動作,和人類的動作十分相似,甚至有一點"側身借力"的味道。

2786690年代科幻動漫中常出現的頭盔顯示器,不但已出現在現代化頭盔顯示器(如F-35上所用),且效果就和現時VR眼罩投射電子化的實影也沒很大分別。甚至可預期將來操作機械人用的頭盔顯示器很快就會出現。另外據知「人機一體」公司也有研發操作者可微細操作的機械手指部件,就像動漫一樣,操作者手指動作可以和機械人手指操作聯動。(圖片來自”Patlabor 2 The Movie” YOUTUBE片段擷圖YOUTUBE擷圖2)

 

可以說,現時這部機械人其實已有科幻動漫的「人類直接操縱機系人進行機動及作業」的雛形,算是動漫迷的一大福音,而且嘛......這代表勞動力在未來仍未必會被完全淘汰。不過類似機器已在1950年代出現過,當時是美國空軍特種武器中心為整備核動力飛機而開發的人操工作機械人「甲蟲」(Beetle)。只是這機械人也需配備核防護設備,全重竟達85噸,相當笨重,而且機械手主要是液壓及電機聯合操作,比今天的電動機在動作靈活性上也有很大差距呢;另外也有網友表示,這系統其實也比較接近達文西外科手術系統,只是功能不同也無法機動而已。另外,據一些業界朋友講,該公司也計劃開發類似《機動武鬥傳》中MF的體感操縱機械人系統。若真是這樣,也只能說開發人員技術優秀之外,也是個科幻動漫迷,且有能力將兒時夢想逐步實現。

278476244 1364940634024678 4441135107862458618 n雖然人控機械人履帶車已在50年代搞過出來,當年這"甲蟲"的主要任務是為NB-36B更換反應堆燃料及冷卻液,底盤更是以M42防空自走砲車修改過來,加上防輻射物料夾層,最終搞出個85噸重的大塊頭。另外由於當年主要用液力驅動機械臂移,即使有用上電動機,動作亦算不上精細,也過於精密,1960年代核轟炸機不再開發後,這機連送往核電廠工作都嫌太貴太笨,最後也只好默默退役……(網絡圖片)

  

更有甚者,該公司的終極目標,可是雙足移動的人控工作機械人當然,要造成近20米高的機動戰士甚或8米高的機動警察,就現有材料學而言,造出來也明顯太巨大太重了,但若果只是3-4米高,甚至只是兩米左右的大型動力裝甲服呢?就個頭及現時機械人關節可承受程度而然,會是個較易實現的目標,另外相比起全AI化 / 自動化的維修線,這種還需要人員與AI結合操作的工作,對工人來說還是有一些好處吧。

 


27866S.jpg若以重量計算,將來的有人控制雙足型可動工程機械人可能只有2-4米高,那就大約相當於動畫《裝甲騎兵》中的ARMORED TROOPERS(2)、《Obselete》中操控者座在機背裝甲箱中的EXOFRAMES (1及右1),甚或是基本上外骨架化 / 裝甲服化的《異形續集》中的POWER LOADER了。圖片來自連結1連結2YOUTUBE擷圖1YOUTUBE擷圖2

 

註1:警備部特車二課其實是指機械人小隊,特車原指"特殊車輛"。不過對警視廳及陸上自衛隊而言,這個詞語似有另一涵意:現實的的警備部只有特科車輛隊,並沒上升到課一級的單位;然而在1950年時,現時的自衛隊是以當時的警察預備隊形式附屬於警視廳中,當時預備隊已有坦克,但因和平憲法及民間情緒,當時的戰車改稱"特車",原理和海自的自衛艦 / 護衛艦一樣。

 

 PatlaborNewFiles Review 4機動警察名場面:主角機英格倫單挑號稱劇中最強機體鷹頭獅。不過其駕駛員及莫後推手都不是什麼險惡的罪犯,前者只是想找「姐姐」來挑戰,後者也只是想取得數據及奪取對方的技術與戰術資料,謀求繼續發展自己的機械人並賣個好價錢而已。(圖片來自連結1)

 

發佈於 科學新知
By 2022-04-19

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