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72小时黄金营救!黎巴嫩大爆炸致严重伤亡,救援机器人可否成为突破!

时间:2020-08-07 来源:机器人在线 阅读:11830 原创

当地时间4日18时左右,黎巴嫩首都贝鲁特港口区发生巨大爆炸,当地官员将之形容为“核爆级”,最新消息显示,目前已造成100人死亡、4000人受伤,大量人员仍下落不明,伤亡数字仍在不断攀升中。



黎巴嫩在爆炸之前,已经处于疫情、政治动荡和经济危机的三重夹击之中。目前还不清楚导致起火爆炸的确切原因。黎巴嫩内政部方面称,爆炸可能是由存放在港口仓库内多年的一批化学品硝酸铵引起。


硝酸铵是什么?


据悉,硝酸铵是无色斜方或单斜晶体,可溶于水,主要用于农业肥料,同时也是一种普遍的工业炸药。由于硝酸铵本身可提供燃烧所需氧气,所以大量储存的硝酸铵会有很高的火灾风险,而且也可能被引爆,即使在生产和储存中也会造成危害。


硝酸铵曾引发美国史上最严重工业爆炸,1947年4月16日清晨,美国得克萨斯城的货轮Grand Camp号起火,引爆了船上的2300吨硝酸铵,令大约600人死亡,3500多人受伤。



当温度超过230℃后,硝酸铵分解会产生氧气,因此大量储存的硝酸铵会有很高的火灾风险,而且也可能被引爆。


此时此刻,搜救行动仍在进行中,不少国家包括中国也派出救援队伍随时待命。在祈祷受伤人员尽可能少的同时,我们也希望救援队伍能够保障自身安全,如果这时候能够采用救援机器人代替搜救队伍去执行任务,那就更好了。


救援机器人是使救援人员能够轻松找到受损建筑物内的受害者、收集灾难数据、检测危险材料并在危险情况下使用并提供急救方式的现代化工具。


根据《2019年世界风险报告》,2019年的灾难风险热点地区遍布大洋洲、东南亚、中美洲以及中西部非洲。各种灾难发生次数增多的同时,其严重性、多样性和复杂度也逐渐增加。


灾难发生后的72h为黄金抢救时间,但受灾难现场的非结构化环境的影响,救援人员难以快速、高效、安全地进行工作,且救援任务逐渐超出了救援人员的能力范围,因此,救援机器人已经成为一个重要的发展方向。


全球救援机器人市场复合年增长率达14.95%


据Mordor Intelligence《SECURITY ROBOT MARKET》报告显示,2019年全球安全机器人市场价值为22.7亿美元,预计到2025年将在预测期间(2020-2025)达到35.9亿美元。救援机器人作为其细分市场,预计2020-2025年,全球救援机器人市场的复合年增长率将达到14.95%。北美是救援机器人的最大市场,在2019年占全球份额42%。欧洲,包括法国、英国和荷兰等国家,是第二大救援机器人市场。



在发达国家中,救援机器人目前已成为国家重要的发展战略。除了救援机器人,对于其他应急救援装备,他们已经形成了较为完善的产业链,包括应急信息装备、调度指挥装备、监测监控装备、抢险救援装备、个体防护装备、生命探测装备、遥感探测装备等都有成熟的应用。


目前,全球救援机器人市场上的一些比较著名公司包括、Thales集团,Kongsberg Gruppen,Elbit System Ltd.和Northrup Grumman Corporation。公司在研发方面投入大量资金,以创新可用于机器人不同应用的新产品和技术。例如,在2019年,曼彻斯特大学与来自四个欧洲国家的合作伙伴合作开展了一个项目,为了改善灾难后的碎片探测精度,他们开发了可安装在蠕虫机器人上的化学传感器,使救援机器人可以穿过碎片中的任何细小裂缝。



中国救援机器人市场起步晚、发展迅速


在国内,救援机器人虽然起步较晚,却发展迅速。据相关数据统计,2016年我国特种机器人市场规模达到6.3亿美元,增速达到16.7%,救援机器人市场规模突破0.5亿美元。随着救援机器人应用水平的提升与应用领域的拓展,到2020年国内市场将有望达到1.3亿美元以上。


结合招投标情况来看,目前救援机器人以消防/灭火/防爆/排烟功能为主,采购方主要为消防队或者公安局。目前,救援机器人的采购规模在1-2亿元,远期来看,救援机器人市场容量可达到166亿元,数据具有一定的参考价值。



2017年科技部发布的《“十三五”公共安全科技创新专项规划》中,对我国救援机器人给予了一定的支持;国家“十二五”科技支撑计划的重点项目“龙虾”救援机器人是目前世界上最大的抢险救援机器人。它的每只臂有7个自由度,在工作人员的控制下可自由升降,且能模仿人的双臂进行无死角的协调及配合作业,还能实现轮、履两用驱动行驶。具有油、电“双动力”交替驱动,可双臂手作业,轮履复合行进,其双臂末端的机械手可根据作业或救援现场的需要快速更换不同作业功能的液压属具,实现快速装卸、拆解、抢险救援等作业。



更多救援机器人的用例 彰显科技力量


当地震发生时,建筑倒塌将导致救援工作变得艰难而且危险,Sarcos公司研发了蛇形机器人,名为GuardianS。GuardianS可以代替搜救人员先进入危险环境探测环境信息,再将信息反馈给搜救人员。



最近,阿布扎比的消防人员开始使用奥地利公司LUF60机器人。该机器人在距离距离火焰最远60米的前提下,每分钟可喷洒2400升水,专用设备还可以清除路径上的障碍物,急转弯和爬楼梯。当情况变得相对不那么危险时,消防人员便可以在寻找幸存者的同时并完成其他任务。



在2015年DARPA世界挑战赛(专注于开发救援机器人)视频中,还有爬梯救援机器人、关闭阀门救援机器人等示例。



斯坦福大学的研究人员一直在开发一种机器人,可以自由生长,末端带有一个小型摄像头。不寻常的设计使其可以在很小的空间内移动和操纵,



虽然这些机器人的用途可能有限,但是当涉及到危险搜索和救援时,救援机器人却可以发挥重大作用。


面临的技术困境


迄今为止,机器人系统的开发还不足以满足现实世界的救援场景需求。也许他们:


不够智能


人类以及其他形式的智能生命在不断变化的世界中得以生存。出于这个原因,他们可以很好地应对预料不到的情况以及预期事件和实际事件之间的差异。而救援机器人只能依靠机器学习,尚未达到人类智能和适应能力的水平,无法及时应对突发情况——毕竟灾害的发生和规模是无法预料的。


不够灵活


目前不少先进实验室已有各种软体机器人研发成功,却还未真正投入应用。如果能将软体机器人用于救援,在各种复杂的环境随机应变形态,它就可以把自己变得很细,狭缝也难不倒他,因此他就可以适应各种地形,能圆满地完成探测、救援、信息搜集等任务。


需要具备良好的通信系统


在复杂的环境下,救援机器人需要具备良好的通信系统,能够实时与搜救团队保持联系,实时传递信息,在找到受伤人员能够及时告知搜救人员,充分用好黄金搜救的72小时。


另外,机器人的移动能力、感知能力、通信能力、续航能力以及特殊环境下对于机器人的特定要求均制约了救援机器人的应用。


看来救援机器人技术的研发还有很长的路要走——只有不断提高救援机器人在危险环境下的救援操作效果,才能够真正在危险环境下依靠救援机器人开展救援活动,提高实际救援水平,形成科学化救援。最重要的是,减少人员伤亡。

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