孫曉普　楊國強

摘要：救援機器人是以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的人工智能產(chǎn)品，其具有獨特的自身發(fā)展優(yōu)勢，能夠在危險環(huán)境下完成救援任務(wù)，提高了危險環(huán)境下的救援效果，減少了人員傷亡。合理利用救援機器人救援提高了救援水平，推動著技術(shù)發(fā)展與社會進步。為了更好提高救援機器人在危險環(huán)境下的救援水平與效果，從救援機器人的發(fā)展現(xiàn)狀與技術(shù)特點入手，探討危險環(huán)境下救援機器人技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：危險環(huán)境;救援機器人;技術(shù)特點;發(fā)展趨勢

中圖分類號：TP242

文獻標(biāo)識碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.11.021

在當(dāng)代，人工智能技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)取得了一定的成績與優(yōu)勢，人工智能技術(shù)與產(chǎn)品也已經(jīng)滲透于人們的日常生活之中。救援機器人作為人工智能產(chǎn)品之一，其能夠在危險的環(huán)境下發(fā)揮自身優(yōu)勢，提高救援水平與實際效果。

只有不斷提高救援機器人在危險環(huán)境下的救援操作效果，才能夠真正在危險環(huán)境下依靠救援機器人開展救援活動，形成科學(xué)化救援。

1 危險環(huán)境下救援機器人的發(fā)展現(xiàn)狀

危險環(huán)境下救援機器人技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新得到了許多人的認可，當(dāng)前在救援機器人類型創(chuàng)造中，根據(jù)危險環(huán)境下事故類型的不同，形成了五類救援機器人，以下進行具體探討。

1.1 消防救援機器人

中國對于消防救援機器人的研究于1997年開始，而消防救援機器人最早是由日本研究的，使用消防救援機器人參與消防滅火活動，實際上是在消防車的基礎(chǔ)上進行氣體傳感器、攝像機與自動噴射器的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，通過這項技術(shù)的發(fā)展，消防救援機器人受到了人們的廣泛關(guān)注。各國在消防救援機器人研究中進行了優(yōu)化，中國在其基礎(chǔ)功能上加入了互聯(lián)網(wǎng)功能與遠程診斷、探測、熱眼檢測等功能，并通過人工智能技術(shù)對自主避障功能、圖像、聲音采集功能等進行優(yōu)化，使其具有較高的救援水平。

1.2 地震救援機器人

對地震救援機器人的研發(fā)始于美國，當(dāng)時地震救援機器人在使用中存在較多的問題，而后經(jīng)過多國研發(fā)與技術(shù)升級，具備了更多的功能。地震救援機器人在地震多發(fā)地區(qū)的應(yīng)用較為廣泛，中國研發(fā)了旋翼飛行機器人、廢墟搜索機器人、狹小縫隙搜索機器人等，它們?yōu)榫仍顒拥拈_展提供了有效的信息，也發(fā)揮了重要的作用，提高了救援水平。地震救援機器人如圖1所示。

1.3 礦山救援機器人

美國于1998年研發(fā)了礦上救援機器人，采用電傳遙控方式，使用了紅外攝像機、危險氣體傳感器等裝置，在礦山救援中發(fā)揮了較大作用。中國研發(fā)礦山機器人開始于2006年，通過對礦山救援機器人裝置、技術(shù)的優(yōu)化，使其能夠應(yīng)用于礦山危險環(huán)境中，通過氣體與溫度等傳感裝置，形成自動監(jiān)測系統(tǒng)，從而有助于礦山救援活動的展開。

1.4 核事故救援機器人

核泄漏事故對社會、安全、環(huán)境的影響等都較大，在核事故環(huán)境中，依靠作業(yè)人員進行救援難以達到較好的救援效果，受核輻射影響，救援難度加大，因此針對核事故環(huán)境研發(fā)的救援機器人意義非常大。中國在日本福島核事故后重視對核事故救援機器人的研發(fā)與技術(shù)開發(fā)，于2015年順利檢收核事故救援機器人，使其能夠應(yīng)用于核事故環(huán)境中不受到核輻射影響，并合理開展救援活動，提高核事故救援水平。

1.5 水下救援機器入

水下作業(yè)需要相關(guān)作業(yè)人員具有較好的專業(yè)能力，也需要配備高精度儀器設(shè)備，通過對救援機器人的研發(fā)，在水下救援環(huán)境中，能夠具備較強的救援能力。水下救援機器人大多具有水下導(dǎo)航與探測功能，在后續(xù)研究中，還加入了水下攝像機、成像聲吶、定位與自由度機械手等功能，使水下搜索探測水平和水下救援環(huán)境中的救援水平不斷提高。

2 危險環(huán)境下救援機器人的技術(shù)特點

受自然環(huán)境、人為活動的各類影響，危險環(huán)境的存在是不可避免的，而為了減少危險環(huán)境中的人員傷亡，提高救援效率與質(zhì)量，對救援機器人的研發(fā)勢在必行。許多救援機器人是為了某一危險環(huán)境與事故特點而研發(fā)的，但隨著時代變革、技術(shù)優(yōu)化，救援機器人的應(yīng)用范圍更加廣泛，技術(shù)特點也更加鮮明，其參與到危險環(huán)境的救援活動中形成了良好的救援效果。對五類救援機器人的技術(shù)特點分別進行詳細分析：①消防救援機器人具備一定的移動能力，能夠抵抗火災(zāi)，進入消防人員無法靠近的區(qū)域進行救援活動，當(dāng)前多數(shù)消防救援機器人采用履帶式行走機構(gòu)，可以攜帶高壓水槍或消防水泡等開展救援活動。消防救援機器人能夠通過遠程控制，通過攝像儀等傳感器將救援活動中信息向外傳遞，可以精確救援區(qū)域，開展有效的救援活動，提高救援效率。②在探測環(huán)境信息與搜尋傷者的地震救援機器人中，一般配備攝像機與生命探測器，在拆除類機器人中，一般配備機械手，通過人為操控進行地震救援活動。③礦山救援機器人在礦山爆炸性氣體環(huán)境下開展救援工作，具有一定防爆特定，并且能夠參與礦山的氣體測量，通過傳感器將氣體成分與含量等數(shù)據(jù)進行傳輸。④核事故救援機器人在核輻射環(huán)境下開展救援工作，而大部分電子元器件難以承受高輻射，需要核事故救援機器人在研發(fā)時增強外殼的耐輻射性能，具備輻射環(huán)境下的機械臂運、攝像頭、傳感器功能等。⑤水下救援機器人需要具有較強的防水與抗壓性能，同時還需要具備較好的移動性能，由于水下環(huán)境能見度低，控制不方便，所以需要加強定位技術(shù)的研發(fā)，從而提高水下救援機器人的救援水平。

3 危險環(huán)境下救援機器人技術(shù)發(fā)展趨勢

社會的發(fā)展與科技的進步，使人們對自然的單方面改造與破壞也越來越多，自然界維持生態(tài)平衡的同時也對人類活動形成了一定的影響。危險環(huán)境下救援機器人能夠取代人在危險環(huán)境中展開針對性強的救援，這使救援機器人受到更多的重視，技術(shù)手段與技術(shù)水平也在不斷升級。根據(jù)當(dāng)前的研究情況，未來危險環(huán)境下救援機器人技術(shù)的發(fā)展趨勢應(yīng)更加趨向于救援功能集成化、救援行為自動化、救援任務(wù)協(xié)同化、救援裝備輕便化。這種技術(shù)發(fā)展趨勢有利于統(tǒng)一現(xiàn)有救援機器人的功能，在危險環(huán)境下開展綜合性的救援活動，提高救援水平，并形成良好的救援效果。借助現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)勢進行統(tǒng)一，不斷以技術(shù)優(yōu)勢形成救援活動的優(yōu)勢，使危險環(huán)境下的救援工作更加便捷，拓展危險環(huán)境下救援機器人的實際功能。因此在救援機器人的技術(shù)研發(fā)上，需要更加深入，以多種技術(shù)優(yōu)勢推動救援技術(shù)的科學(xué)發(fā)展，提高危險環(huán)境下救援機器人技術(shù)的科學(xué)性。

4 結(jié)語

近些年來，由于人類活動產(chǎn)生的災(zāi)難正在增多，極大威脅著人們的安全。依靠人自身力量進行的救援活動受環(huán)境限制較大，在這種背景下，人工智能技術(shù)與產(chǎn)品的研發(fā)成為了關(guān)鍵。通過對救援機器人功能的研發(fā)，能夠不斷提高救援機器人的實際救援效率與救援質(zhì)量，也能夠為危險環(huán)境下救援機器人技術(shù)的發(fā)展提供更多優(yōu)勢，提高實際救援水平。

參考文獻：

[1]葛世榮，朱華.危險環(huán)境下救援機器人技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2017，45 （5）： 1-8，21.

[2]張明路，彭平，張小俊.特殊環(huán)境下服役機器人發(fā)展現(xiàn)狀及其關(guān)鍵技術(shù)研究[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013，42（ 1）： 70-75.

[3]張振喜.救援機器人多傳感器信息融合技術(shù)研究[D].太原：中北大學(xué)，2011.

[4]王飛.救援機器人控制系統(tǒng)及信息處理研究[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2014.