灾害搜救工作的复杂性、危险性和紧迫性给救援工作带来了极大的困难。救援机器人以其体积小、灵活等诸多优点成为灾害辅助救援的有效工具并引起全世界的广泛关注。自1995年日本神户-大阪地震及美国阿尔弗德联邦大楼爆炸案后,全球各国揭开了救援机器人技术研究的序幕。
全世界每年都遭受着大量自然灾害和人为灾害的破坏。巨大的灾害会造成大面积的建筑物坍塌和人员伤亡,灾害发生之后最紧急的事情就是搜救那些困在废墟中的幸存者。研究表明,如果这些幸存者48小时之内得不到有效的救助,死亡的可能性就会急剧增加。然而,复杂危险的灾害现场给救援人员及幸存者带来了巨大的安全威胁,也会阻碍救援工作快速有效地进行。使用救援机器人进行辅助搜救是解决这一难题的有效手段。
国外救援机器人发展
由于频频发生的恐怖袭击事件,国外救援机器人发展较早。
美国在今年4月推出一款人形机器人“阿特拉斯”,该机器人高1.87米,可代替人参加灾难、重大事故和自然灾害地区的救援行动,将参加国防高级研究计划局(DARPA)的人形机器人研制项目。该项目要求机器人能通过不平地形并进入建筑物中,参加类似日本福岛地震和海啸灾难的灾难救援。此外,项目还要求机器人可以爬梯子、打开大门、运输物体,而这需要艰巨的工程和计算机科学。
随后,英国研发出一群迷你机器人,这群机器人可以自主组织成一个团队,共同完成一些简单任务,如抓取或搬移物体。据介绍,这一研究在医疗、灾难援救和军事技术领域具有较大的应用潜力。
这群通过编程聚集在一起的团队共有40个小型机器人,它们采用简单的人工智能方式执行基本功能。比如说,当它们随意散落在房间里的时候,每个机器人能够探测前方是否有另一个机器人,如果前方没有,它会螺旋式向外移动,直到靠近另一个机器人,然后围着这个机器人转动,逐步靠近并最终聚集成群。
据介绍,这种机器人可被组织成较大规模的群体,投入于军事搜索或太危险和无人企及的地方的救援行动,以及旨在提高行业安全生产的企业。更重要的是,这群机器人没有设置内存装置和处理器,自身尺寸可被最大程度地缩小。
在经历了客船沉没事件,韩国宣称研发救援机器人技术,机器人技术实现军民两用,在军中,该机器人能够承担护送伤员和移送危险爆炸物品,在民间能用于护送患者和紧急救助等多方面任务,并将于2019年6月研发完成。
同时,为各国在救援机器人技术之间更好的交流,救援机器人国际竞技大赛应运而生。在去年的竞技大赛上,被谷歌公司收购的日本机器人公司SCHAFT所研发的机器人以大比分优势获得了冠军。
我国救援机器人发展还需加速
国外机器人在911事件之后逐渐进入了实际应用阶段,我国救援机器人研究却刚刚起步。随着我国综合实力不断提升,救援机器人在我国得到持续快速的发展。
在2013年,我国更是推出一款具有完全自主知识产权的救援机器人,正式打破国际垄断。该机器人“章鱼侠”高越1米,长有六爪,可在地上灵活稳健地行走,它可以代替人们在火海、水灾、核难中穿行并实施救援。
据介绍,由上海交大机械与动力工程学院高峰教授带领团队自主研发而成的“章鱼侠”具有良好的复杂环境适应能力,可在核辐射、水下和火灾等极端环境下完成搬运、搜索、探测和救援作业等任务,让极端条件下的远程救援成为可能。“章鱼侠”的问世同时标志着中国救援机器人迈入国际先进行列。
尽管如此,我国救援机器人不论是研究人员数量、研究成果,还是参加机器人救援的实际经验都与发达国家存在很大的差距。为了尽快提高我国的救援机器人的研究水平和应用水平,提出以下几点建议:
第一、救援机器人的研制应该坚持高起点、开放性,在学习发达国家经验的基础上坚持有所为有所不为的原则,选择那些可以尽快走向救援现场并具有相当前瞻性的研究方向进行研究。尽快突破运动控制、通讯技术等救援机器人领域中至关重要的技术。在开发过程中采用相互访问、共同开发、相互比赛的方式与国外同行保持广泛的接触,学习他们的先进技术和丰富的实践经验。
第二、救援机器人的研究应该同相关灾害救援部门保持密切合作,充分了解各种灾害救援现场的环境和条件,认真聆听灾害救援人员的意见和建议,分析救援行动对机器人的各种需求,并在各种救灾行动中检验和改进救援机器人技术。
第三、国家应该出台相关政策法规,制定相应的研究计划并给予资助,鼓励更多的科技工作者投入到救援机器人的研究和应用中来。加大宣传力度,将研究和使用救援机器人的理念传达给更多的科技工作者和救灾工作人员,提高全社会对救援机器人的关注力度。救援机器人从上个世纪90年代开始迅速发展,我国虽起步较晚但也只有10多年的差距,随着我国对救援机器人重视程度的增强和越来越多的科技工作者、公司参与到救援机器人的研究中来,在不久的将来,我国自行研制的救援机器人一定会走向灾害现场,为救援工作做出自己的贡献。