應急救援機器人盤點

● 升龍 編

自然災害嚴重威脅著人類的生命和財產安全，災難發生的72小時內為黃金搶救時間。在災害面前，人力始終是有限的，救援效率低，還可能在救援過程中造成二次傷亡。科技日新月異的今天，機器人技術有了很大的進步，消防救援機器人也已經成為一個重要的應用分支，雖然還不足以完全替代消防員上陣，不過在輔助救援方面，還是能發揮一些作用。以下是一些看起來或許有用的機器人。

蛇形搜救機器人

蛇形機器人，是一種能夠模仿生物蛇運動的新型仿生機器人。由于它能像生物一樣實現“無肢運動”，因而被國際機器人業界稱為“最富有現實感的機器人”。日本東京科技大學于1972年研制出世界上第一條蛇形機器人，其速度可達40厘米/秒。隨著科技發展，現在的蛇形機器人整體構造更加小巧，靈活性更高。在地震救援中，蛇形機器人起到的作用更多的是搜索而非直接營救。由于其獨特的構造以及靈活性，蛇形機器人能夠更好地進入狹小的空間，通過自身攜帶的“攝像機”給搜救人員傳輸救援信息。蛇形機器人擁有廣泛的應用前景，除了災后救援之外，還可以應用到科學探險和狀況檢查、防恐防爆、醫療、航天航空、危險環境作業、軍事等領域。

呼吸探測機器人

呼吸探測機器人Quince的誕生地是日本千葉工業大學。這款機器人體積小巧但功能獨特，據美國物理學家組織網描述，其大小僅和兒童的游樂車相當，卻裝配有4組履帶式輪子以及6個電動馬達。它與眾不同的機械臂能打開門把手，遞送食物或其他所需品。而它最令人感興趣的地方莫過于傳感器。它除了紅外感應器還攜帶了二氧化碳探測器，能夠探測人體呼吸和體溫狀況，以便及時將被救者身體狀況反映給救援人員。

RoboCue救援機器人

日本消防廳研發的Robocue救援機器人，有兩只螃蟹鉗一樣的機械臂，作用是進入到人類救援隊不能到達的事故現場，比如火勢兇猛、爆炸或濃煙彌漫的房子里，搜救被困人員，并運送到安全地帶。它配備有超聲波傳感器和紅外線攝像機，用來確定被困人員的位置，并隨身攜帶一個氧氣罐。其2個機器臂不僅可以識別受傷者，還可輕柔地將傷員裝載到一張雪橇樣的床上，撤回到安全地帶。

體感搜救機器人

全息攝影、Clipse視頻和外科手術設備，體感外設Kinect在圖像感知方面幾乎無所不能。英國沃里克大學的學生研制出一款用于地震搜救的機器人。這款機器人采用Kinect作為主傳感器而不是激光雷達。激光測距儀不僅造價昂貴，而且效率不高，只能顯示二維平面影像。相比之下，Kinect的測距儀能夠傳輸3D地圖，這對營救人員搜尋被困人員意義重大。Kinect機器人不僅可以執行營救任務，同時也能執行偵察任務，能夠進入人類無法進入的區域，大大提高營救工作的效率。

消防機器人

這是美國海軍開發的一款滅火機器人，全稱“船舶自動滅火機器人”。外形接近人類，依靠雙足站立行走，裝有紅外、激光、測距等多種傳感器，能夠自己跨越障礙物，在滾滾濃煙中也能辨明方向，行動自如。經過專門設計，它還能到達指定位置自行操作水管滅火等，不過目前尚處于原型階段還要依靠研究人員從控制臺發出行動指令，沒法自動執行滅火任務。因為它是美國海軍為自家的艦船消防安全設計的，所以叫船舶機器人，不過將來應用到其他地方也是沒問題的，只是得先進入民用領域。

小飛機機器人

小飛機機器人是一款可以在天上飛的機器人。這款機器人學名為旋翼飛行機器人，可以說是我國第一架小型無人駕駛直升機。其翼展3米左右，機身長3米左右。最快飛行速度可達70公里/小時左右，在進行超低空飛行時，最低離地面高度僅為10米，可根據山勢等地形變化調整飛行高度和速度，使用93號汽油即可。可進行大范圍宏觀災情信息調查。

雪炮滅火機器人

這是已經在國內一些消防部門實裝的滅火機器人--陸虎60雪炮車，德國施密茨公司產品。它更確切的定位，是一臺半智能化的高壓水炮滅火車，重2.3噸，行駛時速最高40公里，那個粗大的炮筒起降時間只要4秒，噴出的水柱最遠達60米，可遠程控制到更接近火源的地方滅火。

事實上除了噴水滅火，那個大炮筒更大的作用是吹風排煙，它的功率高達35千瓦，裝上扇葉，每小時風量可到9萬立方米，風速可達每小時165公里，是吹散濃煙、開闊救援視野的一把好手。雖然不是那個豪車路虎，這個陸虎也不便宜，每臺價值200萬元左右，所以還沒能大量推廣應用。

大熊救援機器人

大熊救援機器人是美國VecnaRobotics公司的仿人型機器人，是一種用于戰場的救援機器人，戰場能用，常規的火災、爆炸、地震等災害救援自然也不在話下。它可以抱起227公斤的重量，而且由于運用了動態平衡技術，能保持上身直立的負重姿態1個小時不變，避免因劇烈顛簸給傷員造成二次傷害。

它有兩種行進模式，平路上用輪子，崎嶇路上會“屈膝”降低重心，并換成履帶，最大限度減小顛簸。至于用一只呆萌的卡通大熊做頭，據說是為了增加親和力，讓傷員放松心態、緩解焦慮感。

超高性價比機器蟑螂

對于機器人工程師來說，昆蟲界總能給他們帶來豐富的靈感，目前甚至已經可以將神經控制裝置應用到昆蟲身上。然而，加州大學伯克利分校仿生微系統實驗室一名教授研制的“達什”，卻是一個如假包換的純機器人。號稱“終極便宜、終極堅強”的“達什”，其設計靈感來自于最常見的、人人喊打的蟑螂，是用廢棄手機等電器的零件加上紙板做成的。對于這只機器人界的“電子小強”來說，雖然身長只有10厘米，僅配備了手機的低分辨率攝像頭和無線芯片等基礎裝備，看起來簡單但卻擁有令人不可思議的敏捷性和速度，每秒最多可移動1.5米。更令人感到吃驚的是，“達什”的身體異常堅固。如此強大的機器人，每個的造價還不到1美元。相信在災后救援上，這款機器人必然能大展拳腳。

人形機器人ATLAS

人形機器人ATLAS由美國波士頓動力公司為美軍研發，該機器人能夠在危險的環境中進行救援工作。ATLAS機器人身高1.9米，體重150千克，由頭部、軀干和四肢組成，外形像人類，使用雙腿行走，它的“雙眼”是兩個立體感應器，有兩只靈巧的手，能在實時遙控下穿越復雜地形。

ATLAS機器人能夠單腿站立，被側面的球體重撞也不倒，能夠在傳送帶上大步行走，而且還可以靈活躲開傳送帶上的障礙物。此外，ATLAS機器人還能夠爬樓梯，從高處像人類一樣穩當跳下。

廢墟可變形搜救機器人

由沈陽自動化所在“廢墟搜索與輔助救援機器人”課題下研發的廢墟搜救可變形機器人，可進入坍塌建筑內部，利用自身攜帶的紅外攝像機、聲音傳感器將廢墟內部的圖像、語音信息實時傳回后方控制臺，供救援人員快速確定幸存者的位置及周圍環境。同時，還能為實施救援提供救援通道的信息。

“大狗”機器人

“大狗”機器人（山地四足仿生移動平臺）由波士頓動力學工程公司研制。這種機器狗的體型與大型犬相當，能夠在災害救援中發揮非常重要的作用：在交通不便的地區為災民運送醫療用品、食物和其他物品。它不但能夠行走和奔跑，而且還可跨越一定高度的障礙物。該機器人的動力來自一部帶有液壓系統的汽油發動機。“大狗”的四條腿完全模仿動物的四肢設計，內部安裝有特制的減震裝置。

該機器人的長度為1米，高70厘米，重量為75千克，從外形上看，基本上相當于一條真正的大狗。“大狗”機器人的內部安裝有一臺計算機，可根據環境的變化調整行進姿態。而大量的傳感器則能夠保障操作人員實時地跟蹤“大狗”的位置并監測其系統狀況。這種機器人的行進速度可達到7千米/小時，能夠攀越35度的斜坡。它可攜帶重量超過150千克的武器和其他物資。“大狗”既可以自行沿著預先設定的簡單路線行進，也可以進行遠程控制。

履帶式救援機器人

看起來像一輛坦克，實際上這款救援機器人的職責是將人送到安全地帶，其內部裝有一系列傳感器，可在運送途中對傷者的血液流動情況以及其他重要生命體征進行監視。該款機器人由日本橫濱警視廳研制，能夠將一名最重113公斤的傷員送到安全地帶。借助標準的紅外攝像機，這款機器人也能夠執行搜索任務，但它的主要用途還是充當安全性更高的遠程遙控擔架。

輪滑式救援機器人

這是東京工業大學教授廣瀨茂男研發的一款救援機器人，它能夠分析地形來選擇最佳前進方式。在崎嶇路面毫無疑問用“腿”比用輪子更合適，但是在平坦路面，輪子是當之無愧的選擇。為此，廣瀨茂男設計了一種可“變形”的機械腿，能夠在需要的時候變成輪子，在速度、耗能或者穩定性方面都頗具優勢。