尚紅 顏軍利 胡衛(wèi)建 杜曉霞 許建華 張雪華 李靜 劉亢

引言

自唐山地震30年后，我國又一次遭受地震巨災(zāi)的突襲，2008年5月12日14時28分四川汶川發(fā)生的8.0級強烈地震瞬間造成了重大人員傷亡，災(zāi)情就是命令，政府、軍隊、社會各界和民眾齊心協(xié)力搶險救援，把災(zāi)害損失減少到了最低限度。但在救援過程中我們看到許多救援隊伍使用的裝備仍是鐵鍬、木棍和雙手，與唐山地震救援無大的變化。災(zāi)區(qū)呼吁急需專業(yè)救援裝備和大型救援裝備！全國各地向災(zāi)區(qū)急調(diào)大型工程機械，但由于橋梁道路中斷已錯過了黃金救援時間。

2013年4月20日四川雅安蘆山發(fā)生7.0級地震造成人員嚴(yán)重傷亡，中國地震應(yīng)急搜救中心與中國科學(xué)院沈陽自動化研究所研制的“旋翼空中搜索機器人”和“廢墟洞穴可變形機器人”第一時間趕赴現(xiàn)場，配合國家地震災(zāi)害緊急救援隊開展搜索行動，發(fā)揮出高科技裝備快速、高效、精準(zhǔn)、靈活的優(yōu)勢，實現(xiàn)了國家863計劃項目科研成果首次在地震現(xiàn)場實際救援工作中的實戰(zhàn)應(yīng)用，受到了各級領(lǐng)導(dǎo)、特別是科技部領(lǐng)導(dǎo)的高度認(rèn)可和好評，在某種程度上彌補了汶川地震救援高技術(shù)裝備——地震搜救機器人沒有參與的遺憾。

圖1 旋翼空中搜索機器人和廢墟洞穴可變形機器人在蘆山地震救援中

1 機器人概念

1.1 機器人概念與分類

機器人即“為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動作的專門系統(tǒng)”或“以人工智能決定其行動、具有生物功能的空間三維坐標(biāo)機器”。

國際上的機器人學(xué)者從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機器人分為兩類：制造環(huán)境下的工業(yè)機器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機器人。我國機器人專家基本認(rèn)同這種分類方法，將機器人分為工業(yè)機器人和特種機器人。

特種機器人是除工業(yè)機器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種機器人總稱。根據(jù)其服務(wù)范圍和用途不同，可分為軍用機器人、醫(yī)療機器人、農(nóng)業(yè)機器人、家用服務(wù)機器人、災(zāi)害救援機器人等。

1.2 救援機器人的發(fā)展

圖2 地震搜救機器人發(fā)展歷程

1995年日本阪神大地震及其后發(fā)生在美國俄克拉荷馬州的阿爾弗德聯(lián)邦大樓爆炸案，揭開了救援機器人技術(shù)研究的序幕。2001年美國9．1 1 事件，美國機器人輔助救援中心和其他一些單位的救援機器人第一次配合救援人員參與了救援行動，有幾十個救援機器人替代救援人員進入世貿(mào)大樓搜索幸存者被轟然倒塌的廢墟壓埋，被認(rèn)為是救援機器人的第一次實際應(yīng)用。救援機器人在重大突發(fā)事件救援中替代人類進入到危險環(huán)境搜尋救援的優(yōu)勢和作用第一次得到顯現(xiàn)，鑒于此西方許多發(fā)達國家競相開展了救援機器人技術(shù)研究。

2 地震搜救機器人

災(zāi)害救援機器人衍生于軍用機器人。地震搜救機器人是災(zāi)害搜救機器人中的一分子。由于地震小概率事件，因此地震搜救機器人在災(zāi)害救援機器人中屬于小眾中的小眾。

2.1 地震搜救機器人發(fā)展歷程

我國救援機器人研究肇始于2007年國家863計劃首次支持的第一個“救災(zāi)救援危險作業(yè)機器人技術(shù)研究” 重點項目，在這個項目中包含了中國地震應(yīng)急搜救中心（以下簡稱搜救中心）牽頭的“地震廢墟搜索與輔助救援機器人研制”課題，開啟了中國地震輔助救援機器人研究的新篇章。經(jīng)過十年的努力，搜救中心與中國科學(xué)院沈陽自動化研究所國家機器人學(xué)重點實驗室、哈爾濱工業(yè)大學(xué)國家機器人重點實驗室、中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海大學(xué)、天津大學(xué)、山東大學(xué)、大連理工大學(xué)等眾多科研院所優(yōu)勢互補，形成了以搜救中心為樞紐核心，與國內(nèi)相關(guān)科研院所多個機器人技術(shù)團隊強強聯(lián)合的我國地震輔助搜救機器人領(lǐng)域的開發(fā)研究與示范應(yīng)用體系。十年來從無到有，初步建立了搜索類、營救類、助力類、快速與大型機器類對接的智能救援屬具類和地震搜救機器人功能綜合測試評價技術(shù)的地震搜救機器人體系。

2.2 空中搜索飛行機器人（無人機）

地震災(zāi)害發(fā)生后，災(zāi)情信息的缺失直接制約著救援指揮決策的正確性與有效性，快速獲取詳細(xì)準(zhǔn)確災(zāi)情信息是災(zāi)害救援的世界性難題。采用低空遙感平臺（如無人機、飛艇等）進入危險或救援人員無法到達的災(zāi)害區(qū)域?qū)嵤┻b感探測，目前已成為獲取震區(qū)災(zāi)情信息的重要手段?？罩兴阉鳈C器人前沿技術(shù)研究包括，適應(yīng)復(fù)雜地形、氣象和天氣條件的本體平臺技術(shù)；自主飛行和自動避障安全技術(shù)；穿透塵埃、煙霧等障礙的高精度合成孔徑雷達（SAR）技術(shù)；災(zāi)情信息數(shù)據(jù)實時傳送、分析處理與研判技術(shù)等。

空中搜索機器人根據(jù)飛行原理和氣動布局，分為固定翼和旋翼兩大類，包括固定翼無人機，無人直升機、多旋翼、復(fù)合翼無人機，無人傘翼機，無人飛艇等。

2.2.1 固定翼無人機

飛行速度快、續(xù)航時間長、航程遠(yuǎn)、升限高，抗風(fēng)能力強、載荷能力強、能搭載多種任務(wù)載荷，主要用于地震災(zāi)區(qū)大范圍宏觀災(zāi)情快速偵查評估，為指揮調(diào)度部署救援隊伍和搶險救災(zāi)提供決策依據(jù)。

圖3 固定翼無人機

2.2.2 旋翼無人機

旋翼無人機又分為旋翼直升機和多旋翼無人機，具有超低空飛行、空中旋停和起降不受場地條件限制等優(yōu)勢，主要用于災(zāi)區(qū)重點區(qū)域災(zāi)情偵查評估、特殊室內(nèi)狹小空間搜索偵查和重要物資定點投送，為指揮部指揮調(diào)度搶險救災(zāi)提供決策依據(jù)，為特殊用途投送急救包、救援繩等急救物品。

搜救中心與中國科學(xué)院沈陽自動化研究所于2011年聯(lián)合研制的我國第一架旋翼空中搜索機器人（無人直升機），配置兩自由度穩(wěn)相跟蹤云臺及視覺、紅外攝像系統(tǒng)、自主起降、超視距自主航跡跟蹤飛行。

圖4 旋翼無人機

圖5 自主研制的旋翼空中搜索機器人飛行測試

圖6 機載雷達探測試驗

圖7 無人動力傘飛行測試

2.2.3 無人動力傘

在地震救援中通常需要投放大量的應(yīng)急物資或?qū)嵤┲攸c區(qū)域通訊中繼和災(zāi)情偵測等任務(wù)，無人動力傘以其超低空自主飛行能力、高海拔作業(yè)能力、超視距飛行能力、遠(yuǎn)距離物資投放能力等優(yōu)勢，成為執(zhí)行這些任務(wù)的首選裝備。根據(jù)救援需求，搜救中心與上海大學(xué)聯(lián)合研制出大載荷無人動力傘。

2.3 地震廢墟搜索機器人

目前應(yīng)用的生命探測裝置主要有音頻生命探測儀、紅外生命探測儀、雷達式生命探測儀等。音頻生命探測儀需要在廢墟上安裝探頭，容易受到現(xiàn)場噪音的影響，探測速度較慢；紅外生命探測儀可在無可見光、或塵霧的環(huán)境中探測生命體，但不能穿透廢墟探測生命體。雷達生命探測儀能夠穿透一定厚度的土壤、巖石、混凝土等非金屬介質(zhì)和煙氣、水霧等障礙，探測到被埋生命體的呼吸、體動等生命特征，并能精確測量被埋生命體的距離深度，具有強的抗干擾能力，不受環(huán)境溫度、熱物體和聲音干擾的影響等特點，使偵測活動更快、更精確，在生命探測應(yīng)用方面具有不可替代的優(yōu)勢。

2.3.1 廢墟表面搜救機器人

圖8 廢墟表面及洞穴機器人

面向城市地震災(zāi)害瞬間造成的大量處于極度失穩(wěn)狀態(tài)的固體廢墟，如果救援人員冒然進入，在遭遇余震隨時引起的廢墟二次坍塌極有可能造成救援隊員的傷亡。廢墟表面機器人實現(xiàn)自主與遙控相結(jié)合的機器人操控，具有適應(yīng)瓦礫表面運動的移動機構(gòu)，可以攜帶視頻、音頻、有毒有害氣體檢測傳感器等任務(wù)載荷，在廢墟表面開展搜索幸存者。

2.3.2 廢墟洞穴可變形搜索機器人

面對危險地震廢墟，廢墟洞穴搜救機器人可以進入廢墟內(nèi)部搜索幸存者并輔助救援人員打通救援通道，不僅降低了搜救風(fēng)險，也大大提高救援效率。

廢墟搜索可變形機器人本體由三個模塊組成，具有九種構(gòu)型，可以根據(jù)任務(wù)類型及環(huán)境條件改變自身的構(gòu)型，適應(yīng)復(fù)雜地震廢墟。它可進入廢墟內(nèi)部，利用自身攜帶的紅外攝像機、聲音傳感器將廢墟內(nèi)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(huán)境。也可以搭載生命探測雷達、生命支撐物質(zhì)輸送、有毒有害氣體探測等多種任務(wù)載荷，進入廢墟內(nèi)部開展幸存者搜索。

圖9 AMOEBA-Ⅰ可變形搜索機器人及變形示意圖

2.3.3 多功能輪履復(fù)合探查機器人

針對地震救援現(xiàn)場環(huán)境中路面軟硬相間、平坦與崎嶇并存的地形特征，研制兼?zhèn)漭喪竭\動模式和履式運動模式、且履帶幾何形狀可變的復(fù)合型移動機構(gòu)。攜帶有攝像機、溫度濕度傳感器系統(tǒng)、有毒有害氣體采樣裝置進入危險場合執(zhí)行幸存者搜索與環(huán)境偵檢任務(wù)。

圖10 多功能輪履復(fù)合探查機器人

圖11 可變形生命探測機器人

2.3.4 可變形生命探測機器人

圖12 廢墟縫隙機器人功能測試實驗

地震救援首要任務(wù)是搜索定位幸存者，而不穩(wěn)定的建筑物結(jié)構(gòu)、余震等時刻威脅著救援人員的生命?？勺冃紊綔y機器人針對地震災(zāi)后復(fù)雜救援環(huán)境研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的小型生命探測機器人裝備，移動機構(gòu)采用模塊化鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，保證了復(fù)雜地形通過能力，可變換成三角形、D字型、并排型等3種構(gòu)型適應(yīng)任務(wù)和作業(yè)環(huán)境的需求；融合生命探測雷達、視頻、音頻信息的生命探測技術(shù)，可穿透非金屬介質(zhì)，實現(xiàn)幸存者呼吸、體動生命體征的探測。其最大特點能夠由狹窄入口深入廢墟內(nèi)部，穿透遮擋物探測幸存者，有效提高探測深度以及作業(yè)效率。

2.3.5 廢墟縫隙機器人

廢墟縫隙機器人是面向地震廢墟的狹窄縫隙，能夠深入廢墟內(nèi)部搜索幸存者的一種非常實用裝備。搜救中心與上海大學(xué)聯(lián)合研制的廢墟縫隙機器人，在充分研究地震救援實際需求的前提下，改變了以往救援裝備中蛇眼僅具有視頻、音頻的有限功能不足，使廢墟縫隙機器人不僅具備視頻、音頻的搜索功能，而且具備有輸送氧氣和水等液體功能的輔助營救功能。

縫隙機器人本體是具有一定柔性的細(xì)長管，采用在搜救本體周圍安裝驅(qū)動裝置，帶動搜救機器人進入廢墟內(nèi)部，通過控制驅(qū)動單元，能實現(xiàn)搜救機器人的前進、轉(zhuǎn)彎、越障等各種動作，使機器人運動靈活。可攜帶光學(xué)攝像頭、力覺傳感器、拾音器、對講系統(tǒng)等執(zhí)行搜索任務(wù)。在發(fā)現(xiàn)幸存者后，還可根據(jù)需要向幸存者輸送氧氣、牛奶和水。

2.4 廢墟營救機器人

在以往的地震救援中要進入地震廢墟內(nèi)部，常規(guī)的作業(yè)是救援人員使用手動工具，在結(jié)合緊密的掩埋廢墟接觸面上開啟1-5cm的縫隙后放入起縫墊，實現(xiàn)通道的擴張和保持。但由于手動工具的動力問題不能夠開啟較大重物，針對這一地震救援實際需求，搜救中心與中科院沈陽自動化研究所共同研發(fā)出我國第一代擴張式起縫機構(gòu)機器人和自升式起縫機構(gòu)機器人。

2.4.1 起縫機器人

圖13 擴張式起縫機器人起縫示意圖

圖14 擴張式起縫機構(gòu)機器人樣機

擴張式起縫機構(gòu)機器人的特點是：結(jié)構(gòu)簡單，采用小行程直線運動實現(xiàn)大擴張距離；擴張楔、上/下擴支撐機構(gòu)是本方案設(shè)計的關(guān)鍵，直接決定開縫能力。如圖13和圖14所示。

自升式起縫機構(gòu)是一個頂升-保持-頂升的往復(fù)過程，該方案的特點是自升式起縫機器人可以對廢墟進行頂撐開縫，同時可以在廢墟下行進，支撐起一個通道。

2.4.2 頂撐切割機器人

在地震救援中常常遇到幸存者被壓埋在復(fù)雜地震廢墟中，超大建構(gòu)筑件人力無法搬動，頂撐切割機器人可以搭載頂撐切割等任務(wù)載荷，在廢墟狹窄空間中輔助救援隊員建立救援通道。

圖15 頂撐切割機器人功能演示

搜救中心與哈爾濱工業(yè)大學(xué)共同開發(fā)研制出我國第一代地震營救頂撐切割機器人，其本體包括兩個模塊，一個模塊用于在廢墟狹窄空間實現(xiàn)切割功能，另一個模塊用于在廢墟狹窄空間實現(xiàn)頂撐功能。通過切割、頂撐作業(yè)實現(xiàn)在狹窄空間建立救援通道，以輔助救援人員更加及時的實施救援。頂撐切割機器人采用履帶車體，由兩個模塊車體單元和中間的并聯(lián)驅(qū)動機構(gòu)組成，車體單元內(nèi)搭載不同的救援工具和相應(yīng)的操作臂以實現(xiàn)不同的功能。

2.5 助力類機器人

地震災(zāi)害往往造成道路橋梁坍塌堵塞，使救援隊伍不得不徒步攜帶救援裝備進入災(zāi)區(qū)救援，非常需要有能夠運送救援裝備的機器人來協(xié)助救援隊員將救援裝備運送災(zāi)區(qū)。

2.5.1 外骨骼負(fù)重行走助力機器人

圖16 外骨骼負(fù)重行走助力機器人復(fù)雜路面實驗

根據(jù)外骨骼的行走規(guī)律與人體相似這一模擬研究成果，開發(fā)研制的可穿戴式外骨骼負(fù)重行走助力機器人，能夠隨形穿戴到救援隊員身上，實現(xiàn)支持救援人員進行長距離、長時間和大負(fù)重的步行運動。

2.5.2 四足仿生助力機器人

在國家863計劃項目支持下開發(fā)研制的四足仿生機器人，具有大負(fù)載能力、高機動性、強環(huán)境適應(yīng)性和自主跟隨能力。

2.6 大型救援裝備

地震災(zāi)害具有瞬間突發(fā)、破壞巨大、傷亡慘重、影響廣泛等特點，因此地震防御與救援引起各國政府重點關(guān)切。從本世紀(jì)的幾次抗震救援實例中可以看到，通用的大型工程機械設(shè)備如挖掘機、推土機、裝載機、起重機、叉車、發(fā)電機、運輸車、拖車、高空消防裝備等成為災(zāi)區(qū)救援不可或缺的重要工具。然而，通用大型工程機械設(shè)備在地震應(yīng)急救援中還存在有嚴(yán)重的局限性。如：挖掘機在地震中主要功能是清理道路，迅速打通阻塞的道路；起重機在救援現(xiàn)場，多用于起吊地震廢墟大型建構(gòu)筑物，也用于搶通道路；推土機前方裝有大型的金屬推土刀，地震發(fā)生后，主要用以清除障礙物，打通道路，平整場地。將這些通用大型機械裝備直接用于地震廢墟救援，由于其強大的動能和振動，特別容易造成地震廢墟的二次坍塌從而造成對幸存者的二次傷害甚至造成死亡。

圖17 四足仿生助力機器人戶外行走實驗

圖18 國內(nèi)專用搶險救援裝備

圖19 美國專用搶險救援裝備

圖20 日本專用搶險救援裝備

汶川地震后，在國家科技支撐計劃的支持下，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)開展了“雙動力智能型雙臂手系列化救援工程機器人”等項目研發(fā)，目標(biāo)是實現(xiàn)對建筑物拆除和大型鋼結(jié)構(gòu)體的分解、分揀、破碎和裝卸等搶險作業(yè)，如圖18（A、B、E）所示；同時，一些企業(yè)在破拆機器人領(lǐng)域取得一系列技術(shù)成果，生產(chǎn)了系列化的破拆機器人，如圖18（C、D）所示。此外，一些企業(yè)進一步研發(fā)了面向消防、突發(fā)事件處置、以及軍事應(yīng)用的多功能救援搶險裝備，如適應(yīng)多種地形、多用途的ET110型步履式挖掘機，用于城市消防、突發(fā)應(yīng)急事件多功能搶險救援消防車，也可應(yīng)用于地震應(yīng)急救援，目前，國內(nèi)大型專用救援工程機械裝備還處于研發(fā)試用階段，沒有形成大規(guī)模批量生產(chǎn)的能力。

美國9.11事件，7.29洛杉磯地震、新奧爾良颶風(fēng)、印尼海嘯以及歐美一些國家搶險救援事件中，使用了一些安全性高、功率強勁、功能強大的大型專用救援工程機械裝備。

日本是一個多地震國家，1995年1月17日發(fā)生在阪神的直下型城市地震使現(xiàn)代化的大城市瞬間毀于一旦，人員傷亡和財產(chǎn)損失嚴(yán)重，因此日本在震害防御和應(yīng)急救援方面投入了很多研究。在地震救援專用大型設(shè)備的研制方面處于國際先進行列，尤其是將機器人技術(shù)應(yīng)用于地震救援實際中，如Tmsuk機器人公司針對城市救援研制的救援機器人“T-53 Enryu”，具有兩個機械臂，可實現(xiàn)協(xié)調(diào)搬運等作業(yè)任務(wù)，并配備給了北九州市消防部門，如圖20（A）所示；日立公司研制了大型雙臂工程機械A(chǔ)STACO，雙臂配合可進行復(fù)雜的作業(yè)，如剪切、拖拽，如圖20（B）。

美國、德國、俄羅斯、荷蘭等西方發(fā)達國家對于大型專用救援裝備采取的是訂單式研發(fā)生產(chǎn)的方式，針對客戶實際需要生產(chǎn)專用的大型救援裝備。

但是，對于小概率事件的城市地震巨災(zāi)，專用大型救援機械裝備存在著造價高使用率低不經(jīng)濟、體積大占面積大不易大量儲備、儲備運維成本高等缺陷，并且地震巨災(zāi)后往往造成道路橋梁中斷，將專用大型工程機械救援裝備快速運往地震災(zāi)區(qū)也是非常困難的，難以保障在黃金72小時救命時間內(nèi)投入救援，不符合我國震情災(zāi)情的實際需求。

圖22 地震輔助救援機器人綜合性能實驗與測試評價技術(shù)系統(tǒng)

而通用大型工程機械設(shè)備遍布于我國城市各個角落開展經(jīng)濟建設(shè)生產(chǎn)。充分利用與整合全社會通用大型工程機械設(shè)備資源，開發(fā)研制能與通用大型工程機械裝備實現(xiàn)快速對接轉(zhuǎn)換成專用大型工程救援機械裝備的前端救援屬具，震時能與通用大型工程機械裝備快速對接、精準(zhǔn)集成，轉(zhuǎn)換成具有多種地震救援功能的專業(yè)大型救援裝備，使位于地震災(zāi)區(qū)的通用大型工程機械裝備迅速轉(zhuǎn)換為專用大型工程機械救援裝備，在第一時間投入生命救援，以滿足我國城市地震巨災(zāi)應(yīng)急救援大型工程機械裝備的實際需求，實現(xiàn)平時生產(chǎn)和震時救災(zāi)相結(jié)合，是符合我國國情和國家利益的，是城市防震減災(zāi)救援技術(shù)領(lǐng)域未來的發(fā)展方向，同時可以促進國際地震救援領(lǐng)域大型工程機械救援裝備的技術(shù)進步。

綜上所述，通用大型工程機械在地震救援中發(fā)揮著的重要的作用，目前通用大型工程機械因在結(jié)構(gòu)、控制等方面缺乏針對性設(shè)計，功能單一、作業(yè)精度低、對復(fù)雜災(zāi)害環(huán)境適應(yīng)性不強，難以滿足災(zāi)害現(xiàn)場作業(yè)需求，正朝著智能化、高精度、多功能方向發(fā)展。

3 地震搜救機器人實驗與測試評價體系建設(shè)

為了對新型智能搜救機器人的功能與性能進行科學(xué)評價，搜救中心設(shè)計并建設(shè)了國內(nèi)第一個地震輔助搜救機器人綜合測試與評價實驗室。

地震輔助搜救機器人綜合性能測試與評價技術(shù)系統(tǒng)建設(shè)主要包括：模擬地震廢墟環(huán)境、測試監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、效能評價系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)。其中模擬地震廢墟環(huán)境具有模塊化、可重構(gòu)的功能，可組合多種廢墟場景，以滿足不同類型機器人功能測試實驗。利用該平臺開展機器人實驗，獲取了大量的測試數(shù)據(jù)，對未來搜救機器人的功能改進和營救機器人的開發(fā)研制積累了科學(xué)數(shù)據(jù)。

實驗室目前分為多層構(gòu)筑物復(fù)雜環(huán)境測試區(qū)（A區(qū)）、生命探測雷達測試區(qū)（B區(qū)）、可重構(gòu)地形測試區(qū)（C區(qū)）、移動機器人野外測試區(qū)（D區(qū)）、搜救機器人綜合測試總控室（E區(qū)），主要包括模擬地震廢墟場景、測試監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、效能評價系統(tǒng)和實驗展示系統(tǒng)，可滿足機器人開展復(fù)雜廢墟環(huán)境搜索、翻越多種路面障礙及爬坡、機器人起縫頂撐切割、機器人負(fù)重助力等性能與功能的試驗測評，對搜索機器人進行可見光、紅外、雷達、有害氣體偵測、音頻等探測功能的測試實驗，對營救機器人進行起縫、頂撐、切割、助力等功能測試實驗，還可對特殊傳感器開展高寒實驗，并對其實驗過程進行全程實時動態(tài)跟蹤監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，通過測試評估系統(tǒng)可為搜救機器人提供綜合性能評價。其模塊化、可重構(gòu)的模擬地震廢墟設(shè)計理念，可重復(fù)組合搭建多種典型廢墟場景，以滿足不同類型的搜救機器人開展不同功能的標(biāo)準(zhǔn)化實驗與測試。同時獲取和積累的大量實驗數(shù)據(jù)，對未來搜索類機器人裝備的功能改進和營救類機器人裝備的開發(fā)研制提供了科學(xué)依據(jù)。

圖23 地震搜救機器人綜合性能試驗與測試評價

4 結(jié)束語

中國地震應(yīng)急搜救中心是國家地震救援裝備運維管理單位，最了解傳統(tǒng)救援裝備在救援實際有那些不適用、不滿足、需要進行哪些改進和提升？這些不足就是我們開展技術(shù)裝備研發(fā)和創(chuàng)新的無盡源泉。十年來雖說我們研制出了我國第一批搜索類、營救類和助力類救援機器人裝備，但其功能、速度、可靠性和穩(wěn)定性都與實際需求和實際應(yīng)用有很大距離，與世界先進水平也有很大距離，處于學(xué)習(xí)與跟跑階段。中國地震搜救裝備要實現(xiàn)快步小跑、彎道超車，可穿戴式智能搜救裝備研發(fā)研制應(yīng)用應(yīng)該是一個突破口。目前國際上還處于提出概念、技術(shù)預(yù)研階段，雖然已有智能頭盔問世，但目前的功能性能、系統(tǒng)集成與智能化水平還不算真正意義上的智能化可穿戴搜救裝備，國內(nèi)也鮮見可穿戴式智能搜救裝備研究資料。

今后一方面要進一步提高完善已有地震搜救機器人的功能，提升其穩(wěn)定性和可靠性，加大力度推進成果轉(zhuǎn)化，爭取在實踐實戰(zhàn)中邊應(yīng)用、邊改進、邊完善。另一方面要緊密結(jié)合救援實際需求，瞄準(zhǔn)國際前沿開展新技術(shù)新裝備研發(fā)，以趕上和超越地震應(yīng)急救援智能化裝備的水平。

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