Week 1 PRE2Groep2
Na veel ideeën besproken te hebben, hebben we besloten om ons project te doen over een robot die kan assisteren bij reddingswerkzaamheden. Onze onderzoeksvraag is: "Hoe kan een robot helpen bij het redden van slachtoffers bij een ramp?" en hierbij hebben we de volgende doelstellingen geformuleerd:
- De robot zal ervoor zorgen dat mensen sneller geholpen worden bij een ramp.
- De technologie van het herkennen van mensen zal verbeterd worden.
- De mogelijkheden die reddingsrobots hebben in kaart brengen.
- Het opstellen van zoekalgoritmes.
- Het verbeteren van zoekmogelijkheden tijdens een ramp.
Om een beeld te krijgen van hoe de techniek er nu voor staat, en in hoeverre er behoefte is of mogelijkheden zijn om robotica te gebruiken bij reddingswerkzaamheden, hebben we besloten om eerst een antwoord te vinden op de volgende vragen:
- Is het financieel gezien mogelijk/ de moeite waard?
- Wat is de meerwaarde van een robot?
- Wat zou de reactie van de mens zijn?
- Wat zijn de gevolgen?
Met de antwoorden op bovenstaande vragen in het achterhoofd willen we ons vervolgens buigen over de volgende (meer technische) vraagstukken:
- Hoe ver staat de technologie? Welke technologieën/methodes zijn er al?
- Wat zijn de technische mogelijkheden?
- Hoe kan een slachtoffer gedetecteerd worden?
- Hoe ziet het zoekalgoritme eruit?
- Wat moet een dergelijke robot kunnen?
- Hoe kan het robotlichaam er uitzien?
Door het beantwoorden van deze vragen hopen wij een goed beeld te kunnen krijgen van de situatie zoals hij nu is, en zoals hij zou kunnen zijn met een robot die gebruik maakt van de technologieën die we besproken hebben.
Lijst met bronnen
De reddingsrobot in het algemeen
Wikipedia: Rescue robot
Beschrijving:In deze Wikipedia pagina staat wat een reddingsrobot is en waar verschillende projecten mee bezig zijn geweest. Er staat op deze pagina dat zonder sterke financiële hulp van de overheid, er binnen 10 jaar de ofwel geen technologieën voor de apparaten beschikbaar zijn ofwel veel te duur zijn. Het grote probleem bij het ontwikkelen van reddingsrobotten is dat de situatie bij een ramp steeds anders is. Voor het ontwikkelen van een reddingsrobot zijn er 3 grote uitdagingen: informatie verwerkingssysteem mobiliteit van de robot en manipulatie van de robot. Een voorbeeld van een reddingsrobot dat ontwikkeld is, is een robot in de vorm van een slang die zich tussen puin voort kan bewegen. Het R4 programma: Rescue Robots for Research and Response is een organisatie dat onderzoek naar reddingsrobot. Ze hebben een aantal robotten ontwikkeld en getest in de praktijk. Hierbij keken zij naar 2 dingen. Ten eerste, hoe kan een robot slachtoffer en gevaarlijke situaties voor redding medewerkers detecteren. Hoe zorg je er voor dat alle plekken doorzocht zijn door de robot. De testen zijn voor alsnog niet succesvol.
Wat kunnen we met deze informatie? Het R4 programma, misschien kan ik iets vinden over welke sensoren of andere technologie zij precies gebruiken.
Bron: http://en.wikipedia.org/wiki/Rescue_robot, Geraadpleegd op 18-11-2014
Article: Robot rescuers help save lives after disasters
Beschrijving: Dit artikel gaat over projecten om reddings robotten in te zetten in de praktijk. Projecten zoals NIFTI, TADR, WALKMAN en SHEPRA zijn projecten die richten op reddingsrobotten. Het NIFTI project gebruik een grond robot en een helikopter robot die helpen bij stedelijke reddingsacties. In de praktijk zijn vaak wisselde omgeving die niet te voorspellen zijn. Daarom moeten de robot het hele pakket bevatten van visuele aspecten tot het rijden op ruig terrein. Bij het goed verlopen van een reddings robot is daarbij de samenwerking tussen de mens en de robot essentieel. Het Sherpa project is een project waar bij twee antennen voertuigen en een landvoertuig die helpen bij het redden. Hierbij worden de commando’s niet gegeven met behulp van een joystick, maar door gebaren en stem gebruik, zodat er voor de robot niet extra mankracht nodig is. In het TADRE project wordt informatie verzameld over een langer tijdsperiode, zodat de robot kan leren van ervaring. Een ander project is het WALKMAN, waarbij de robot een menselijke vorm heeft.
Wat kunnen we met deze informatie? Dit artikel is niet direct relevant voor ons onderwerp.
Bron: http://horizon-magazine.eu/article/robot-rescuers-help-save-lives-after-disasters_en.html, Geraadpleegd op 18-11-2014
Sensoren
Algemeen
Definitie van een sensor
Beschrijving: Een sensor of 'voeler' is een kunstmatige uitvoering van wat in de biologie een zintuig wordt genoemd. De meeste sensoren zijn elektrisch of mechanisch uitgevoerd, softwarematige en 'virtuele' sensoren zijn ook mogelijk. Met een sensor neemt een machine de omgeving waar of kan informatie verzameld worden waarmee in industrie en informatica processen bestuurd kunnen worden.
Wat kunnen we met deze informatie? Deze Wikipedia pagina bevat weinig nieuwe informatie. Toch denk ik dat het handig is om goed te formuleren waar we het precies over hebben, daarom heb ik deze bron er bij gezet.
Bron: http://nl.wikipedia.org/wiki/Sensor, Geraadpleegd op 23-11-2014
Werking van sensoren
Beschrijving: Een site waarbij de werking van elke sensor kan worden opgezocht.
Wat kunnen we met deze informatie? Als we bepaalde sensoren willen gebruiken, kunnen we dit hier opzoeken.
'Bron:http://www.ett.bme.hu/sensedu/menu.html, Geraadpleegd op 23-11-2014
Robotic sensing
Beschrijving: “Robotic sensing” is een tak van de robotica dat zich bezig houdt met de sensoren van robotten. Het geeft robotten de mogelijkheid om informatie te verzamelen, bewegen en algorithmes te gebruiken die omgevingsfactoren vereisen. Het visuele sensoren system kan gebruik maken van camera, sonar, laser of RFID ( radio frequency indentivication). Al deze vier methodes maken gebruik van 3 procedures. Het waarnemen, schatten, en matchen. Om met het visuale systeem te werken, is de kwaliteit van het beeld belangrijk. Er zijn algoritmes voor om de kwaliteit te verhogen. (Zie bron, mochten we dit nodig hebben) Robotten maken veel gebruik van geluidsensoren, bijvoorbeeld spraakherkenning. Een nauwkeurige geluidsensor vereist een lage interne ruis bijdrage. Normaal gesproken gebruiken audiosensors akoestische trillingen en microfoons om dit ruis de reduceren. Tegenwoordig gebruiken ze ook piëzo –electrische aparaten om de ruis de reduceren.( Dit zijn apparaten die druk of trillingen omzetten in electriciteit.).
Wat kunnen we met deze informatie? Elke genoemde vorm van een visueel sensor systeem zou ik willen onderzoeken. (Namelijk camera, sonar, laser en RFID). Wat is de output van deze sensoren? Hoe werken ze? En wat kunnen we ermee?
Bron: https://en.wikipedia.org/wiki/robotic_sensing Geraadpleegd op: 23-11-2014
Bewegings Detectie
Real Motion Detection
Beschrijving: Een boek over bewegingsdetectie
Wat kunnen we met deze informatie? Gebruik maken van dit boek als er verdieping in bewegingsdetectie wil worden gedaan.
Bron: Augmented vision and reality Volume 6: Wide Area Surveillance Real Time Motion Detection Auteur: Vijayan K. Asari ISBN 978-3-642-37840-9
Infra rood
Wikipedia: Infra-red camera
Beschrijving: Een thermografische camera of infra-red camera is een apparaat dat een beeld vormt door middel van infra rood straling om dezelfde wijze als een gewone camera met zichtbaarlicht. De golflengtes van infra rood straling zijn ongeveer 14000 nm. Over het algemeen geldt des te hoger de temperatuur van een object, des te meer infra rood straling er vrij komt als ‘black-body radiation’. Er is geen zichtbaar licht nodig, om toch een beeld te kunnen krijgen met behulp van een infra rood camera. Het beeld van een camera van een infra rood camera heeft één kleur kanaal. Soms wordt het beeld afgebeeld met behulp van pseudo-kleuren, zodat voor mensen de intensiteit gemakkelijker te zien is. (Dit noemen ze ‘density slicing’.) De Infra rood camera wordt onder andere gebruikt voor brandweer lieden om door de rook heen te kijken of hotspots te lokaliseren. Infra rood cameras kunnen worden onderverdeeld in twee soorten namelijk: met gekoelde infra rood beeld detectoren en met ongekoelde detectoren.
Wat kunnen we met deze informatie? In dit artikel staat vooral veel algemene informatie over de infra rood camera.
Bron: http://en.wikipedia.org/wiki/Thermographic_camera, Geraadpleegd op 23-11-2014
Person Tracking with Infrared Sensors
Beschrijving: Dit is een document waarbij er beschreven wordt hoe men met behulp van infra red camera’s een mens geïdentificeerd kan worden. Dit wordt in het document ‘soft identification’ genoemd. Het handige aan dit document is, dat het onderzoek zelf wordt geformuleerd. Ze maken gebruik van een 50 pyroelectoric infrared motion sensors. Deze sensor geeft een 1, als er op een bepaalde plek en tijd beweging wordt geconstateerd. Met behulp van kansrekening namelijk Bayesianse netwerken, kunnen ze bepalen waar een persoon zich bevindt. Om dit te testen schrijft het artikel over een experiment, waarbij ze bij verschillende loopsnelheden, de nauwkeurigheid van het systeem bepalen.
Wat kunnen we met deze informatie? Dit artikel beschrijft een methode hoe men met behulp van infra rood mensen geïdentificeerd kunnen worden. Het sluit niet direct op ons onderwerp aan, maar wellicht kunnen we dezelfde methode gebruiken.
Bron: Person Tracking with Infrared Sensors, Taisuke Hosokawa and Mineichi Kudo, Graduate School of Information Science and Technology, Hokkaido University, Sapporo 060-8628, Japan
RFID
Locating RFID
Beschrijving RFID is een afkorting voor Radio-frequency identification en gebruikt Electromagnetische straling binnen het radio spectrum (frequenties lager dan 40GHz) voor het verzenden en ontvangen van data. Door middel van inductie kan niet alleen informatie omgezet en verzonden worden tot radiogolven, verzonden signalen kunnen weer omgezet worden tot energie om weer een nieuw signaal van te maken. Zogenaamde "tags" kunnen daardoor, als een signaal ontvangen wordt, hun ID terugzenden zonder dat zij zelf een energiebron bezitten. Deze tags zijn verwerkt in verschillende pasjes, waaronder paspoorten, identiteitsbewijzen, reispasjes en bankpasjes.
Wat kunnen we met deze informatie? Door de aanwezigheid van RFID tags in veel van de pasjes die mensen bij zich dragen is het vinden van een pasje een goede indicatie voor het vinden van een mens. Bij een leesafstand van deze passieve tags van meerdere meters, is dit een manier van communicatie die op redelijke precisie de locatie kan bepalen.
Bron:
- Weis, Stephen A. in "RFID (Radio Frequency Identification): Principles and Applications" (2007), Massachusetts Institute of Technology (CSAIL department)
- Jongchul Song, Carl T. Haas, Carlos H. & Caldas in "A proximity-based method for locating RFID tagged objects", (2006), University of New Mexico