救灾机器人

救灾机器人主要用于灾害现场的清理，同时兼顾侦查、通讯等功能。在世界各地，由于恐怖活动和各种突发事故等原因，灾难经常发生。在灾难救援中，救援人员只有非常短的时间(约48小时)用于在倒塌的废墟中寻找幸存者，否则发现幸存者的几率几乎为零。在这种紧急而危险的环境下，救灾机器人可以为救援人员提供帮助。因此，将具有自主智能的救灾机器人用于危险和复杂的灾难环境下“搜索和营救”幸存者，是机器人学中的一个新兴而富有挑战性的领域。

中文名：救灾机器人

外文名：SARROBOT

属性：新兴发展领域

对象：灾难救援

1、研制背景

在世界各地，由于自然灾害、恐怖活动和各种突发事故等原因，灾难经常发生。

救灾机器人

在灾难救援中，救援人员只有非常短的时间(约48小时)用于在倒塌的废墟中寻找幸存者，否则发现幸存者的几率几乎为零。在这种紧急而危险的环境下，救灾机器人可以为救援人员提供帮助。因此，将具有自主智能的救灾机器人用于危险和复杂的灾难环境下“搜索和营救”幸存者，是机器人学中的一个新兴而富有挑战性的领域。

中国煤矿大多数为矿工开采，不安全因素很多，瓦斯煤尘和火灾等灾害事故频繁发生，灾害事故危害严重，伤害人员多，中断生产时间长，损毁井巷工程或生产设备。然而，煤矿事故的救灾方式只是根据事故的类型确定救灾的方案，一般救护人员无法进入危险区域，只能通过提升绞车、移动式风车等设备清除垃圾,向井下通风，然后再搜救遇险矿工。这种方式危险性大，伤亡人数多，救灾周期长，往往效率低。随着科技的发展，机器人将被应用到煤矿救灾领域。

2、主要现状

国外研制现状

救灾机器人

在国外，救灾机器人发展迅速，技术日益成熟，并进入实用化阶段，日本、美国、英国等已开始装备使用。在灾难现场中，救灾机器人应能迅速找到幸存者的位置。日本大阪大学研制出蛇形机器人，能在高低不平的模拟废墟上前进，其顶端带有一部小型监视器,身体部位安装传感器，可以在地震后的废墟里寻找幸存者。美国iRobot公司研制了PackBot系列机器人，能适应崎岖不平的地形环境和爬楼梯，主要执行侦察任务、寻找幸存者、勘探化学品泄漏等任务。InuKtun公司研制了机器人MicroVGTV，机身可变位，采用电缆控制，含有直视的彩色摄像头，并带有微型话筒和扬声器，可用于与压在废墟中的幸存者通话，适用于在小的孔洞和空间中执行任务。除了前面的中小型救灾机器人，微型救灾机器人也正在研究中，美国加州大学伯克利分校研制出世界第一个苍蝇机器人，通过装在它脑袋上的微型传感器与微型摄像机，可以到倒塌的建筑物废墟底下或其他灾难场所寻找幸存者。

国内研究现状

在国内，灾机器人的研究刚刚起步，但进展很快。中科院沈阳自动化所在2002年研制了一种蛇形机器人，由16个单*度关节模块和蛇头、蛇尾组成，在监控系统的无线控制下可实现蜿蜒前进、后退、侧移、翻滚等多种动作，并能通过安装在蛇头上的微型摄像头将现场图像传回监控系统。国防科技大学在2001年也研制了一种蛇形机器人。中国矿业大学在“211工程”的支持下，已开始研制煤矿救灾机器人。

“智能型联合救灾机器人”是中国矿业大学杨勇、孙健铨、孙伟等5位在校学生，利用1年多的时间自行研制出来的，它集先进的机械、电子、信息、控制工程等技术于一身，巧妙的将多种机器人进行组合，用于搜索探测幸存者、清理灾害现场、勘探化学品泄漏、检测井下环境等多种领域，具有体积小、成本低、可控性强等特点。

3、主要优点

机器人具有灵活性好、机动性强的特点，有较好的爬坡和越障能力，能适应现场各种各样的地理环境。比如，蛇形救灾机器人能适应任何的复杂环境。

机器人的探测技术发展迅速，能迅速找到井下遇险矿工的位置。机器人利用传感器通过探测井下遇险矿工的呻吟声、体温的变化及心脏跳动的频率的信息能找到他们的位置。其次，机器人的视频探测器(CCD摄像头)具有信息直观、能实现计算机辅助控制等特点，可以将现场环境的图像返回到救灾中心，为进一步控制机器人的运动方向，制定下一步救灾的方案提供决策依据。机器人还能进入井下区域，监测事故现场(如温度、瓦斯以及有害气体的浓度)的变化，防止事故的二次发生。

机器人具有为井下遇险矿工投放小包食品、药物和通讯装置等辅助功能，能有效地减少遇险矿工的伤亡人数。

4、相关应用

救灾机器人搜救队

救灾机器人

罗宾•墨菲的团队从9•11时间之后一直待命；主角机器人的第一次任务是在世贸中心彻底对瓦砾进行彻底搜索。从那时起，这种遥控侦察装置就在世界范围内被部署于泥石流、塌方的矿井以及坍塌的建筑。2009年夏天，墨菲为他的小队在德州A&M的灾难之城为暴风雪季节热身，那是一块52英亩的用于有准备训练的建筑残骸。她还测试了一项微软支持“幸存者伙伴”的方案，通过提供水以及向亲人传送实时视频/音频，抚慰被困受灾者。

城市救灾

城市环境中人口城市化和城市人口密集现象加剧，高层建筑、地下工程、大型商贸场所、文化娱乐场所迅猛发展，城市建筑物不断增加，使得城市建筑环境中的搜救作业十分复杂。在一些危险性大的灾难中，如随时会引发爆炸的火灾现场，有易燃、易爆或剧毒气体存在的现场，地震后存在易二次倒塌建筑物的现场，施救人员无法深入进行侦察或施救，人们急于探知灾难现场的内部险情，但又不敢或无法接近或进入灾难现场。此时，救援机器人的参与可以有效地提高救援的效率和减少施救人员的伤亡，它们不但能够帮助工作人员执行救援工作，而且能够代替工作人员执行搜救任务，在灾难救援中起着越来越重要的作用。

塌方救灾

遇到地震、火灾或塌方等，经常会出现人不能亲自到一些危险地方实施救援的情况，于是往往会想到让机器人来完成这些艰巨任务。不过一般机器人行动都不太利落，遇到障碍物通常只能绕道而行，由东京技术学院副教授苏卡格斯及其团队开发出来的滚腿机器人有*，可在平坦的地面上滚动。它还有一个充气的圆筒腿，可以蹦3英尺多高，碰到不高的障碍物，能轻易地蹦过去。

火场救灾

消防机器人在高温、强热辐射、浓烟、地形复杂、障碍物多、化学腐蚀、易燃易爆等恶劣环境中进行火场侦察，化学危险品探测、灭火、冷却、洗消、破拆、救人、启闭阀门、搬移物品、堵漏等作业，因此，作为某种特定功能的消防机器人具备以下某项或几项行走和自卫功能：a.登爬坡、登梯及障碍物跨越功能；b.耐高温和抗热辐射功能；c.防雨淋功能；d.防爆(隔爆)功能；e.防化学腐蚀功能；f.防电磁干扰功能；g.遥控功能等。