灵感源于火箭引擎!这款“机器蛇”如何成为灭火利器?

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灵感源于火箭引擎!这款“机器蛇”如何成为灭火利器?

 

在火灾现场,火源似乎总在是藏在不易到达的尴尬地点。藏在某建筑深处或者蔓延数层的火源,对消防员们来说非常棘手。

他们往往只能直接将水喷到玻璃上,或者冲入火灾现场。但前者的救灾效果并不是总是有效,而后者又非常危险。



在上个月的机器人与自动化国际会议上,来自日本东北大学(Tohoku University)和八户工业高等专门学校(National Institute of Technology, Hachinohe College)的研究人员展示了一种新的

悬浮蛇形机器人,其末端与消防车相连获得水源。与其他蛇形机器人一样,它可以扭动穿过窗户或者其他结构,将水携带和引导至火源。

值得一提的是,这个机器人酷炫之处在于其独特设计,动力来源与火箭引擎喷射原理类似,

将高压水向下喷射,实现机器蛇在空中的运动。



灵感源于火箭引擎!这款“机器蛇”如何成为灭火利器?

图 | 机器蛇利用喷水的反作用力保持悬浮、并飞入建筑中灭火。(图源:日本东北大学/八户工业高等专门学校)





这样的设计实践起来比较复杂,但是原理上较为简单:蛇身软管上有许多可变喷嘴,喷嘴将管中高压水流向下高速喷射。由于高速喷射水流的反作用力,蛇身被向上推起。

通过控制开启的喷嘴,整个“蛇身”管子就能飞在空中。

和火箭类似,它的运动并不依赖周围环境。理论上,只要提供足够的软管长度和供水压力, 这个机器蛇可飞至任意高度。



由于每个喷嘴都是独立可控的,机器蛇可以微调姿态进入小的结构缝隙追踪火源。

而“蛇头”部分在设计上则有更多的控制自由度,从而让更精确的引导水流。此外,这种设计的附带好处是,当头部的喷嘴在喷灭火源时,蛇身用于维持空中飞行的水流能将周遭一切浸湿,从而降低机器蛇的“体温”。