越來越多形態功能各異的機器人活躍在危機現場
，幫助人類應對災難。

無人機、無人車、醫療機器人、消毒機器人等在新冠肺炎疫情中的突出表現，讓人們看到了無人科技應對公共衛生危機的獨特優勢。

在全球各地發生的各種自然災害、事故災難中
，無人科技也從多個維度提升著人類的危機處理能力。

然而在30duonianqian，sulianqieernuobeilihedianzhanfashengyanzhongheshigushi，geguotourudejiqirenzengyinnaifuzhaoqiangdubugouhuobeidianlankazhu，zaiduanshijianneisangshilegongzuonengli。zaimeiyoutidaizhedeqingkuangxia，renleizhinengqinshenshexian，bushaojiuyuanrenyuanyouyuzaoshouguolianghefusheeryunan。

危(wei)機(ji)應(ying)對(dui)的(de)強(qiang)烈(lie)需(xu)求(qiu)
，促(cu)使(shi)人(ren)類(lei)在(zai)研(yan)製(zhi)應(ying)急(ji)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)道(dao)路(lu)上(shang)不(bu)斷(duan)前(qian)行(xing)。時(shi)至(zhi)今(jin)日(ri)，越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)形(xing)態(tai)功(gong)能(neng)各(ge)異(yi)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)活(huo)躍(yue)在(zai)危(wei)機(ji)現(xian)場(chang)
，幫(bang)助(zhu)人(ren)類(lei)應(ying)對(dui)災(zai)難(nan)。

抵達無人核現場

1979年3月
，美國三哩島核電站發生嚴重的核事故，其中2haofanyingduideanquankefashengqingbao，xielouchudaliangfangshexingwuzhi。ciciheshiguhou
，meiguokaishiyanjiushiyongyugaofushehuanjingbeijingxiadejiqiren，yidaitirenleijinrugaofangshexingquyujinxingfushetancejiyingjishiguchuli。

Odetics公司的ODEX-Ⅰliuzujiqirenshimeiguodiyikuanyingyongyufangshexinghuanjingdejiqiren。tayousangesifudianjikongzhiyidong，keyanrenyifangxiangyidong。dantameiyoujixiebidenggongnengbujian，zhiyoujiancegongneng。

1986年4月
，切爾諾貝利核事故發生之後，蘇聯為這場核事故設計了專門的機器人Mobot-ChHV，但該機器人隻裝備了電機組件用於清理屋頂的放射性垃圾，沒有配備電子元器件。

美國能源部和美國國家航空航天局為此也開始研發耐輻照核應急機器人。他們資助的RedZone機器人公司研製出耐輻照機器人Pioneer
，該款機器人於1998年成功進入切爾諾貝利核事故現場。它采用全電控的履帶結構
，攜帶的特殊鑽頭可鑽透反應堆的牆壁和碎石。它有一個最大臂展可負載45公斤的6自由度機械臂，可在反應堆內部進行采樣工作。它還攜帶多種傳感探測器
，用於探測事故現場的輻射場和溫濕度等信息。Pioneer使用了三維攝像係統，采用3D虛擬現實技術
，構建事故現場的三維圖。

1999年9月
，日本JCO公司的一座核燃料加工工廠發生了濃縮鈾臨界事故。此次事故讓日本政府意識到研究耐輻照核應急機器人的必要性和緊迫性。從2000年開始，日本政府組織日本核安全技術中心、日(ri)本(ben)原(yuan)子(zi)能(neng)研(yan)究(jiu)院(yuan)和(he)製(zhi)造(zao)與(yu)技(ji)術(shu)中(zhong)心(xin)三(san)家(jia)機(ji)構(gou)研(yan)究(jiu)針(zhen)對(dui)核(he)事(shi)故(gu)應(ying)急(ji)工(gong)作(zuo)的(de)耐(nai)輻(fu)照(zhao)核(he)應(ying)急(ji)機(ji)器(qi)人(ren)。此(ci)後(hou)
，各(ge)機(ji)構(gou)研(yan)製(zhi)出(chu)多(duo)款(kuan)機(ji)器(qi)人(ren)
，可(ke)在(zai)高(gao)放(fang)射(she)性(xing)區(qu)域(yu)進(jin)行(xing)視(shi)頻(pin)、溫濕度和輻射監測，以及在事故現場進行應急處置和環境采樣等。

2011年4月yue，日ri本ben東dong京jing電dian力li公gong司si福fu島dao第di一yi核he電dian站zhan發fa生sheng嚴yan重zhong的de核he事shi故gu
，多duo個ge反fan應ying堆dui發fa生sheng了le不bu同tong程cheng度du的de氫qing爆bao。事shi發fa後hou
，各ge國guo投tou入ru了le多duo種zhong核he應ying急ji機ji器qi人ren進jin入ru事shi故gu現xian場chang進jin行xing應ying急ji救jiu援yuan工gong作zuo。

美國iRobot公司2011年提供的Packbot機(ji)器(qi)人(ren)是(shi)第(di)一(yi)個(ge)投(tou)入(ru)福(fu)島(dao)核(he)事(shi)故(gu)現(xian)場(chang)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)。它(ta)原(yuan)本(ben)不(bu)是(shi)耐(nai)輻(fu)照(zhao)機(ji)器(qi)人(ren)，但(dan)為(wei)了(le)快(kuai)速(su)進(jin)入(ru)核(he)事(shi)故(gu)現(xian)場(chang)應(ying)急(ji)，其(qi)敏(min)感(gan)部(bu)位(wei)加(jia)裝(zhuang)了(le)屏(ping)蔽(bi)防(fang)護(hu)層(ceng)。它(ta)具(ju)有(you)體(ti)積(ji)小(xiao)
、重量輕、運動能力強、可(ke)裝(zhuang)載(zai)多(duo)種(zhong)探(tan)測(ce)器(qi)和(he)功(gong)能(neng)機(ji)械(xie)臂(bi)等(deng)特(te)點(dian)。兩(liang)隻(zhi)履(lv)帶(dai)主(zhu)動(dong)輪(lun)外(wai)側(ce)配(pei)有(you)可(ke)拆(chai)卸(xie)式(shi)前(qian)置(zhi)履(lv)帶(dai)，具(ju)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)越(yue)障(zhang)能(neng)力(li)和(he)傾(qing)翻(fan)自(zi)調(tiao)功(gong)能(neng)
，可(ke)適(shi)應(ying)複(fu)雜(za)的(de)事(shi)故(gu)現(xian)場(chang)。

另一款進入事故現場的機器人是日本千葉工業大學研發的Quince係列機器人。Quince-1機器人在一次監測任務中，因通信線纜被鉤破導致無法返回。改進後的Quince-2和Quince-3機器人可使用中繼通信、無線遠程遙控。它們體積小巧，有較強的穩定性和越障能力；3D攝像係統可以實時測繪現場的三維圖；紅外感應器和CO2探測器能探測人體呼吸和體溫狀況
，及時將被救人員身體狀況反映給救援人員；機械臂可用於反應堆內部液體取樣

，可遞送食物或者其他補給。

事故發生後，美軍無人機“全球鷹”在日本上空飛行數天，搜集到了日本核電站的高清圖像，並檢查了被破壞的核反應堆和冷卻池，提供了非常重要的事故中心影像資料。

2013年8月1日，日本成立國際核退役研究所（IRID），研製了多款用於福島核事故反應堆的除障
、清理和監測機器人。其中，Rosemary和Sakura機器人常雙機聯合使用，Sakura機器人利用自身300米長的有線線纜，為Rosemary機器人提供無線中繼通信
，增加後者的監測範圍。

另ling外wai
，還hai有you可ke變bian形xing機ji器qi人ren
，可ke通tong過guo安an全quan殼ke的de導dao管guan進jin入ru安an全quan殼ke內nei進jin行xing監jian測ce。在zai導dao管guan內nei直zhi線xian行xing駛shi時shi

，機ji器qi人ren使shi用yong直zhi線xian棒bang形xing結jie構gou
，進jin入ru安an全quan殼ke內nei部bu後hou，變bian為wei凹ao字zi形xing或huo蠍xie子zi形xing行xing駛shi監jian測ce。

救援能力逐步提升

2001年，美國“9·11”事件發生後
，一批救援機器人抵達現場，在搜救犬和人無法抵達的區域找到一些遇難者遺體。美國Fostermiller公司的履帶式救援機器人TALON表現突出，它動作靈活、轉向迅速
，具有較好的地麵適應性。由於它配備了3套具有數字變焦功能的視頻傳感器，即使在黑暗的環境中也能完成搜索任務。

不過，搜救現場的實際情況也反映出當時救援機器人的技術短板。機器人體積偏大，無法進入狹小的空間
；高溫導致機器人履帶軟化，無法正常行進
；無線通訊問題導致機器人有大約四分之一的時間無法正常工作；機器人的圖像智能識別能力不足
；人機協同能力較差

，控製者與機器不能很好地配合。

2006年，美國西弗吉尼亞薩戈煤礦發生礦難

，救援人員鑽了3個ge深shen孔kong給gei井jing下xia輸shu送song氧yang氣qi，同tong時shi向xiang井jing下xia派pai出chu了le救jiu援yuan機ji器qi人ren。這zhe是shi機ji器qi人ren第di一yi次ci被bei用yong於yu礦kuang難nan救jiu援yuan。可ke是shi它ta最zui終zhong還hai是shi因yin行xing進jin中zhong陷xian入ru泥ni潭tan而er受shou阻zu。

2008nianwenchuandizhenhou

，zhongguodizhenyingjisoujiuzhongxinhezhongguodizhenjudizhiyanjiusuodeyanjiurenyuanhuxufazhanjiyuxiaoxingwurenjiashizhinengfeixingjiqirendezaiqingkuaisucaijixitongheshengmingtizhengxinxizhinengcaijijiqirenjishu。

此後，中國地震搜救中心與中國科學院沈陽自動化研究所等科研單位在“863”計劃“救災救援危險作業機器人”項目的支持下，共同研製和開發了地震廢墟搜索與輔助救援係列機器人。2013年雅安蘆山7.0級地震發生後，項目組成員第一時間攜帶廢墟搜索機器人與旋翼無人機趕赴災區
，協同中國國家救援隊開展搜救工作。

據ju介jie紹shao，進jin入ru災zai區qu後hou
，廢fei墟xu搜sou索suo機ji器qi人ren全quan程cheng配pei合he救jiu援yuan隊dui進jin行xing廢fei墟xu排pai查zha工gong作zuo。該gai機ji器qi人ren攜xie帶dai紅hong外wai攝she像xiang機ji和he聲sheng音yin傳chuan感gan器qi，能neng實shi時shi傳chuan輸shu廢fei墟xu內nei部bu的de圖tu像xiang
、yuyinxinxi，gongjiuyuanrenyuankuaisuquedingxingcunzhedeweizhijizhouweihuanjing。dangshilongmenxiangzhengfusuozaidishouzaijiaozhong，jiedaoshangduochumendianshoudizhenpohuaiyanzhong，zhuchengzhongqiangshousun，yousuishidaotadekeneng。jiazhizhenhouyuzhenbuduan
，jidadiweixiedaosoujiuduiyuanderenshenanquan。erfeixusousuojiqirenshunlijinruyanzhongpohuaidejianzhuwuzhong，youloutipashangerlou，chuansonghuishishiqingxihuamian。duizhenggeloucengjinxingsousuo，quedingwurenyuanshoukunzhihou，tayouanquanfanhui
，wanchengleduigaidongweiloudepaizhagongzuo。

旋翼無人機也成功完成了自主起飛、空中懸停、航跡點跟蹤飛行、超低空信息獲取
、自(zi)主(zhu)降(jiang)落(luo)等(deng)任(ren)務(wu)，實(shi)現(xian)了(le)對(dui)地(di)震(zhen)廢(fei)墟(xu)區(qu)域(yu)的(de)快(kuai)速(su)信(xin)息(xi)獲(huo)取(qu)與(yu)實(shi)時(shi)影(ying)像(xiang)回(hui)傳(chuan)，提(ti)升(sheng)了(le)搜(sou)救(jiu)行(xing)動(dong)效(xiao)率(lv)
，為(wei)救(jiu)援(yuan)隊(dui)有(you)針(zhen)對(dui)性(xing)地(di)調(tiao)度(du)和(he)部(bu)署(shu)提(ti)供(gong)了(le)決(jue)策(ce)依(yi)據(ju)。

2014年
，雲南昭通市魯甸地震後，中國自主研發的無人機傳回首批高分辨率影像圖
，可清晰判讀出房屋損毀、道路受阻、山體塌方、水位上漲及堰塞湖等情況。這被認為是中國無人機震後應用的標誌性事件。

以往，地震專家們都是徒步進入最危險的災區，調查情況

，再將消息送回，時間長
、安an全quan度du低di。衛wei星xing遙yao感gan技ji術shu受shou分fen辨bian率lv和he拍pai攝she角jiao度du等deng因yin素su限xian製zhi，給gei救jiu災zai決jue策ce帶dai來lai困kun難nan。無wu人ren機ji可ke在zai震zhen後hou迅xun速su進jin入ru災zai區qu航hang拍pai，實shi時shi傳chuan回hui清qing晰xi的de圖tu像xiang，成cheng本ben低di、易操縱、反應快，對大麵積區域震害調查效率更高。

水火之中顯身手

2009年，法航447航班墜海後，搜索行動持續了兩年。2011年，水下機器人在水下4000米的位置找到了飛機殘骸和黑匣子，失事謎團得以解開。

2014年
，在尋找失蹤的馬來西亞航班MH370過程中
，澳大利亞海軍“海洋之盾”號補給艦使用了美國提供的“藍鰭金槍魚”自主式水下航行器。該機器人可下潛至水深4500米處，發射聲呐脈衝掃描海底
，脈衝向兩個方向以弧形散開，機器人能接收到在脈衝範圍內物體的反射聲波，利用“聲波陰影”判斷物體高度並形成圖像。

2016年，四川廣元沉船事故中，救援點水深最淺65米，最深85米，水下地形是一個斜坡並有石頭。由於環境限製，且無法提供所需氣體，蛙人下潛安全深度一般不超過50米，最深不超過75米。為保障救援人員生命安全，水下機器人潛入水中參與協助救援。在水下65.7米處，機器人找到了事故船體。

2019年4月
，巴黎聖母院突發火災。在數小時內
，大約400名消防隊員動用了數十輛消防車
、至少18個高壓水槍、多架無人機以及一台機器人滅火。該消防機器人名叫“巨人”
，長約1.6米
，安裝有履帶
，能夠爬樓梯，可持續工作8個小時

，能進入巴黎聖母院主體結構內部進行滅火、降溫。

據機器人設計者介紹，“巨人”可執行多項任務，如撲滅火災、疏散傷員、運輸設備，以及使用視頻工具和氣體傳感器偵察火情等。它已在巴黎消防部門服役兩年，需要消防員遠程遙控，還不能完全取代人。

同(tong)年(nian)，杭(hang)州(zhou)市(shi)餘(yu)杭(hang)區(qu)一(yi)廠(chang)房(fang)發(fa)生(sheng)火(huo)災(zai)，在(zai)滅(mie)火(huo)現(xian)場(chang)
，浙(zhe)江(jiang)大(da)華(hua)技(ji)術(shu)股(gu)份(fen)有(you)限(xian)公(gong)司(si)研(yan)製(zhi)的(de)智(zhi)能(neng)消(xiao)防(fang)滅(mie)火(huo)機(ji)器(qi)人(ren)發(fa)揮(hui)了(le)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)。該(gai)機(ji)器(qi)人(ren)頂(ding)部(bu)的(de)熱(re)成(cheng)像(xiang)雙(shuang)目(mu)雲(yun)台(tai)攝(she)像(xiang)機(ji)

，能(neng)自(zi)動(dong)定(ding)位(wei)火(huo)源(yuan)
，即(ji)使(shi)在(zai)濃(nong)煙(yan)環(huan)境(jing)下(xia)，依(yi)然(ran)可(ke)以(yi)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)；它采用智能魚眼全景偵察，可實時傳輸現場的可見光
、熱成像畫麵至遙控器或應急消防救援平台；通過多傳感器融合，實時采集現場環境的溫濕度、有毒有害和可燃氣體濃度；它的高壓水炮具備一鍵自擺功能，可全自動定幅往複噴射。同時，該款機器人具備較強的越障能力，可適應草地
、碎石
、沙石等複雜路麵環境。

發展方向

中國礦業大學機電工程學院教授葛世榮撰文指出，當前機器人的技術還無法完全滿足複雜災難現場救援任務的要求。機器人的移動能力


、感知能力
、通信能力
、續航能力以及特殊環境下對於機器人的特定要求均製約了機器人在危機事件中的應用。

當前的機器人隻是針對單一的功能進行設計
，而危機往往是複雜的、多狀況共存的動態係統，僅依靠單一功能並不能完成應急救援任務，需要對機器人的功能進行集成。

由(you)於(yu)技(ji)術(shu)原(yuan)因(yin)，目(mu)前(qian)還(hai)沒(mei)有(you)任(ren)何(he)機(ji)器(qi)人(ren)能(neng)實(shi)現(xian)自(zi)主(zhu)搜(sou)救(jiu)，都(dou)需(xu)要(yao)人(ren)工(gong)操(cao)作(zuo)。相(xiang)信(xin)在(zai)不(bu)遠(yuan)的(de)未(wei)來(lai)，操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)隻(zhi)進(jin)行(xing)決(jue)策(ce)層(ceng)的(de)工(gong)作(zuo)

，機(ji)器(qi)人(ren)能(neng)夠(gou)自(zi)行(xing)穿(chuan)越(yue)複(fu)雜(za)地(di)形(xing)，自(zi)動(dong)搜(sou)尋(xun)被(bei)困(kun)人(ren)員(yuan)，救(jiu)援(yuan)效(xiao)率(lv)將(jiang)大(da)幅(fu)提(ti)高(gao)。

多機器人的協同也至關重要

，有利於完成複雜的應急任務。現在，對於多機器人協作主要集中在體係結構、任務分配、通信
、協作定位
、地圖構建與探索、運動協調和係統重構的研究上。

功率質量比是反映機器人動力性能最為重要的參數

，輕量化會使無人係統產品便攜化、機動性更強。當前，對於救援機器人輕量化的研究主要集中在輕質高強度材料的研究
、機器人外殼的優化設計以及新型高容量電池的研究等方麵。

葛世榮表示，未來的機器人將實現救援功能集成化
、救援行為自主化、救援任務協同化、救援裝備輕量化。機器人將具備自我判斷能力，自主優化路徑，選擇最適宜的危機處理方式。

來源：2020年3月18日出版的《環球》雜誌 第6期