我国研制地震救援机器人 “变形金刚”可测心跳 | 唐山科普在线唐山市科学技术协会主办

日本警察厅19日宣布，截至当日9时，日本东北部海域发生的强震及其引发的海啸已确认造成7197人死亡，10905人失踪。

　　目前，包括中国国际救援队在内的多国救援队伍仍在日本参与救援工作。

　　记者从中国地震应急搜救中心、中科院沈阳自动化研究所等单位了解到，针对地震灾害救援的复杂性，我国已经成功研制出多款地震搜救机器人，目前已进入示范应用阶段。预计在十二五期间，将作为地震应急搜救装备投入实际使用。

　　特别是其中一款小飞机机器人，有望率先在地震救援中使用。

　　地震救援人工操作存在危险性

　　根据近几年地震救援情况不难看出，由于地震发生后废墟结构极不稳定，很容易对在废墟中的救援队员造成危险。而涉核、涉化设施的震后救援，更充满危险性。

　　比如此次日本地震，中国国际救援队奔赴的是遭受严重海啸灾害的日本岩手县大船渡市。

　　据了解，在日本参与救援的各国救援队，这次主要还是携带生命探测仪、切割装置等救援设备。由于目前重灾区面临核泄漏危机这一特殊情况，各国救援队正面临救援难题。

　　特别是灾区下雪后，冒着严寒，中国国际救援队先后在岩手县大船渡市完成了对200余幢房屋的拉网式排查搜索。

　　据介绍，一些大面积的倒塌建筑，可以借助机械挖掘搜索，但一些缝隙、狭小空间等，救援队员进去有危险，大型设备又没有“用武之地”，就需要一些特定的设备来完成搜救。

　　地震救援机器人已经研制成功

　　记者日前从中国地震应急搜救中心、中科院沈阳自动化研究所获悉，“废墟搜索与辅助救援机器人”课题取得重要进展，多款具有自主知识产权的地震救援机器人已经研制成功，且已通过联调集成实验，有望于“十二五”期间应用到地震救援中。

　　记者了解到，该课题由中国地震应急搜救中心、中国科学院沈阳自动化研究所、上海大学精密机械研究所、中国科学院自动化研究所（北京）、中国科学院合肥物质科学院合肥智能机械研究所、北京航空航天大学等6家单位联合负责。

　　目前空中搜索探测机器人、废墟洞穴可变形搜救机器人、废墟表面搜救机器人、智能机械手爪等系列机器人已经研制成功。

　　2010年7月，上述几款机器人在北京进行了联调集成实验。主要是进行低空侦察灾情、搜索幸存人员、输送生命给养、投放救灾物资、喷撒防疫药品、拾取重要物品等多项地震搜救功能的操作实验。

　　据了解，这次实验非常成功，也标志着我国地震搜救机器人系统已进入到示范应用阶段，有望在“十二五”期间作为地震应急搜救装备投入实际使用。

　　空中“电子眼”有望率先应用

　　名称：小飞机机器人

　　技能：传回实时图像

　　在这几款地震救援机器人中，由中科院沈阳自动化研究所牵头研发的小飞机机器人是唯一一款可以在天上飞的机器人。

　　这款机器人可以说是我国第一个小型无人驾驶直升机。其翼展3米左右，飞机机身长约3米左右，可进行大范围宏观灾情信息调查，比如可将方圆几十公里内的灾情信息在第一时间反馈给救援部门，为决策者进行支持。

　　据中科院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室研究员吴镇炜介绍，这款机器人学名为旋翼飞行机器人。一般灾情发生后，最重要的是能快速获取受灾情况，传回灾情现场的实时图像。有时候还需要进行应急物品投放。

　　记者了解到，这款飞机机器人和目前已经在使用的固定翼飞机相比，可以飞得很慢，而且可以进行超低空飞行，还可以悬停。

　　“比如发现灾区某所学校受损严重，这款飞机机器人就可以悬停在学校上空进行拍摄，然后将学校的详细信息传回指挥中心，引导救援队尽快赶到现场。”中国地震应急搜救中心技术部的工作人员介绍。

　　据了解，这款飞机机器人最快飞行速度可达70公里/小时左右。在进行超低空飞行时，最低离地面高度仅为10米。

　　另外，它还有避障功能，可根据山势等地形变化调整飞行高度和速度。和其他3款机器人使用电池不同，这款小飞机机器人使用汽油，平时私家车所使用的93号汽油即可。据了解，小飞机机器人将有望率先应用于地震救援。

　　“变形金刚”可探测被困者心跳

　　名称：洞穴机器人

　　技能：可根据地形变形

　　这款机器人是履带式的，最大的特点就是可根据废墟现场的地形进行变形，可以呈现条形、三角形等形状，在复杂的废墟环境中移动。

　　据了解，这款机器人主要是用于信息采集，可代替人进入仍存在余震、结构极不稳固的倒塌废墟中寻找被埋的幸存者。

　　2010年7月，在实验现场，本报记者看到，洞穴机器人上面装有探头进行摄像，此外还有音频、视频设备。最重要的是装有最为先进的生命探测仪器。

　　中科院沈阳自动化研究所负责该款机器人调试的工作人员告诉记者，目前一些生命探测仪只能探测到有人员被埋，但无法准确判断被埋者是否还活着。而洞穴机器人身上安装的生命探测仪，可以探测到被埋者的温度和心跳，为救援人员提供准确的信息。

　　危化环境显“身手”

　　名称：表面作业机器人

　　技能：可监测有害气体

　　表面作业机器人更善于在没有完全倒塌的楼房中爬楼梯，此外还适用于震后的化工厂等危险环境中作业。

　　“在地震灾区，会有很多倾斜的危楼，这样的环境下，救援人员是不能贸然进入的，因为稍微有余震或人为的扰动，就会出现二次垮塌，这款机器人就可以进入。”中国地震应急搜救中心技术部的工作人员介绍。

　　在一些震后发生泄漏的化工厂，由于存在大量有害的化学物或气体，这款机器人就可以代替人进入现场，监测有害气体的浓度，通过视频发回现场环境的图像，为指挥人员制定救援方案提供支持。

　　这款机器人可以视情况安装特别定制的机械臂或探测设备，不仅可以将现场情况勘察得一清二楚，同时也可以避免人员损失。

　　“蛇眼”头戴麦克风连线被困者

　　名称：蛇形机器人

　　技能：可送水输氧

　　废墟缝隙搜救机器人主要是以蛇形机器人为主，俗称“蛇眼”。这款机器人整个身体呈蛇形，可进入震后废墟中一些人进不去的非常狭小的缝隙空间。

　　据负责研发该款机器人的上海大学一位研究生导师介绍，这款机器人的头部安装有摄像头，和世界上目前普遍列装的蛇形机器人一样，具备信息采集功能。

　　但这款机器人的功能要比现在国际上使用的蛇形机器人多很多。其中最关键的环节，就是该款机器人的“蛇身”部位，设有输送营养液的通道，一旦发现废墟下的被埋人员，如果短时间内无法救出，蛇形机器人可及时为被埋的幸存者输送水或牛奶等营养液。

　　此外，更“神奇”的是，这款机器人的“蛇身”上还有输氧装置，也可为被埋者输送氧气，从而延续被埋者的生命，为救援人员赢得时间。此外，这款机器人的头部还装有麦克风，一旦在废墟下发现生还者，还可以通过地面操控终端与废墟下的生还者进行直接对话，了解生还者所需。