根据世界卫生组织的数据，在过去十年中，每年死于自然灾害的人数从2015年的14389人到2010年的314503人不等国际红十字会和红新月会联合会。每年有超过1亿人受到自然灾害的影响。政府、公司和援助组织都在努力使这些悲惨的死亡人数尽可能低。近年来，他们求助的工具之一是搜索和救援机器人。
机器人和无人机为灾难应对提供了许多好处。它们可以适应人类无法适应的地方，它们可以在人类无法适应的环境中工作，它们可以在不睡觉的情况下连续工作，它们甚至可以在某些任务上超越人类，最重要的是，它们是可替代的。机器人可以被送到对人类救援人员来说太危险的地方，而这些地方往往是灾区所需要的。
在这篇文章中，我们将探索:
- 目前机器人和无人机的搜索和救援应用
- 需要这些机器人应用程序的特定场景
- 在不久的将来，搜救机器人将如何改变或发展
不同形状和大小的机器人和无人机在该领域的各种应用中得到了广泛应用，因此本文将把它们划分为部署位置:陆地、空气或水域。
利用机器人技术进行更好的搜救的价值
正如这篇来自机器人辅助搜救中心(CRASAR)的短文所示，搜救机器人已经在这三种环境中使用了十多年:
显然，更好的搜救工作可以更快地找到需要帮助的人。更快地找到人可以挽救生命，并对严重伤害产生更好的结果。对于腿部严重受伤的人来说，提前几个小时找到他们，可以决定是保住他们的肢体，还是需要截肢，这将影响他们的余生。但这些好处远远超出了直接的人道主义问题。
救援人员越快地确定所有在倒塌建筑物内的人的情况，抢修人员就能越快地清理道路，拆除人员就能越快地拆除建筑物，社区就能越快地开始重建。罗宾·墨菲博士，德克萨斯州农工大学计算机科学与工程学院雷神教授，索赔“如果你能减少一天的初始反应，你就能减少1000天的整体恢复。”
陆上搜救
目前，机器人在穿越不平坦和不可预测的地面(比如地震或洪水过后)时，不如人类敏捷。尽管有许多公司在努力发展能够行走、奔跑和攀爬的两足机器人在不平坦的地面和人类，技术还没有在那里。
正如美国国防部高级研究计划局(DARPA) 2015年世界挑战赛(专注于开发救援机器人)的视频所表明的那样，虽然已经做出了一些大的努力，但机器人在许多任务上的速度和灵巧程度远远不及人类:
这些机器人可能有一些有限的用途(比如在一个放射性太强的地方，人类无法生存)，但在地面上进行搜索和救援时，人类很可能是第一批搜索和救援人员。
在陆地上，机器人目前带来的一个主要优势是它们的尺寸。小机器人可以被制造来适应人类无法适应的地方。机器人可以通过地下的小隧道，通过小的缝隙，或者在倒塌的建筑物下面的小气袋里。
目前，用于这种能力的小型通常遥控机器人往往是用于工业设施小空间检查的同一种机器人，或它们的略加修改的版本。该公司因可图是这些机器人的主要生产商，他们的设备在9/11后的双子塔遗址和卡特里娜飓风后被使用。这些小机器人有着坦克一样的履带，可以轻松地进入狭小而危险的空间。这个视频展示了飓风卡特里娜过后人们是如何使用它的。
这些小型轮式机器人有各种形状和设计，可以帮助它们在困难的地形上移动。
未来土地应用程序
多年来，这些踏板机器人一直在稳步改进，可以使用从相机到机器人的各种传感器二氧化碳探测器来判断人们是否还在呼吸。然而，他们仍然遵循他们过去几年的基本设计。在未来，我们可能会看到真正灵活的机器人，可以通过更小的洞或弯曲周围的障碍。
斯坦福大学的研究人员一直在开发一种机器人，它基本上是一根长长的充气管子，末端有一个小摄像头。机器人不是在环境中移动，而是在环境中成长。这种不寻常的设计使它能够适应和移动非常小的空间。他们在下面的视频中解释了它是如何工作的:
波士顿动力公司(Boston Dynamics)等公司目前正在研发复杂的人工智能机器人，这些机器人能够在不平坦的地形上行走，并能携带重要的重量，比如他们的机器人Spot、Spotmini和Atlas:
波士顿动力公司最新的一段视频展示了阿特拉斯机器人令人难以置信的灵活性。看看下面的机器从一个平台跳到另一个平台，完成它的路由与一个近乎完美的后空翻:
目前，这项技术还不能作为一种真正的机器人医疗工具，它可以将人们带离战场或带出灾区，但很容易想象，类似的东西在未来的此类场景中最终会有怎样的实际用途。
虽然波士顿动力公司的工作得到了美国国防部高级研究计划局(DARPA)的大力资助从一开始他们的技术的主要目标必须开发机器人搜索和救援功能。最初的设想是制造一台机器，它可以做一些人类无法做的事情，比如在核反应堆熔毁时关闭阀门。
考虑到新技术的成本以及政府机构有足够资金的性质，这项技术很可能首先应用于军事应用，例如战场恢复，但很快就会扩展到民用应用。
水上搜救
搜索和救援机器人已经产生了明显的优势，在空气和水的环境，人类不是自然设计去。机器人不需要在水下呼吸，在海上不需要食物(或厕所)，也不受晕车的困扰。
在救援方面，应急综合救生索来自Hydronalix的资金被用来救助溺水或被困在巨浪中的人。这种高度耐用的遥控汽车可以以每小时22英里的速度行驶，而且很容易被部署在对救生员来说太危险的地方。水中的人可以抓住潜水器使用漂浮装置。艾米丽可以把人拖回岸边或附近的船上。它还能把救生绳带进海浪中，这样一旦有人抓住了艾米丽，他们就能更容易地被拉回水中。
最早使用艾米丽的地方之一是加州马里布这与激流有很大的关系。艾米丽是一个早期的搜索和救援机器人，本来是要在人类控制下非常靠近海岸的地方工作，但该公司后来在其他版本的机器人上增加了人工智能功能，目的是要到更远的地方去旅行。
找在水里迷路的人，同样的公司也有搜索者，一种小型无人驾驶地面车辆，可以装进手提箱。搜索者能够通过自动驾驶仪控制行进，并且可以通过雷达、声纳、激光雷达和高光谱成像以22英里/小时的速度扫描一个区域。
此外，几家公司正在开发用于军事用途的适度自动水面无人驾驶车辆，但这些相同的机器也可以用于搜索和救援工作。例如,Calzoni U-Ranger一种设计用于扫雷的无人地面车辆，被用于欧盟的辅助救援和无人搜索行动的综合组件中(伊卡洛斯)示范。车辆能够远程操作、辅助或完全自主。
未来水应用程序
目前用于搜索和救援的无人驾驶海上交通工具相对较小，范围有限，但这种情况在未来可能会改变。去年，美国海军成立测试海上猎人在美国，一艘理论上可以航行1万海里的全尺寸自主船。你可以在下面的视频中看到海洋猎人的行动:
海军舰艇已经经常在海上救援群众里,但有可能在将来我们可以全自动车辆遍布海洋准备应对突发事件如拯救受害者被困在船沉没或失去了行动的能力。
(对人工智能和船舶有进一步兴趣的读者可能会喜欢我们的全文自治船。)
空中搜救
进步无人机技术在世界各地的搜救行动中有着明显和切实的好处。这也是一个例子，说明了最初的军事技术已经很容易地被用于搜索和救援。同样的传感器和算法，用于检测战场上的战斗人员，也可以用来寻找个人困在建筑物或洪水。热成像、激光雷达成像、物体识别等都被用来帮助人们找到并救人。
多个公司，如RMU系统,,DSLPros,AtiGator,收所有公司都出售专门用于搜索和救援的无人机或无人机技术。
无人机能够快速、廉价、安全地搜索或绘制大片区域的地图，这使得它们迅速被采用。最近，国家公园管理局开始在大峡谷和其他公园使用无人机。根据护林员长马特·凡兹拉无人机正在进行这项工作，之前是一架载有四到五名机组人员的直升机。这意味着搜索可以更快地开始，更便宜地完成，而且不需要把任何人置于危险之中。去年美国发生了106起直升机事故，其中17起是致命的，根据联邦航空局。
无人机被用于各种各样的应用，比如寻找迷路的徒步旅行者。下面这段2分钟的视频展示了CSB对无人机在科罗拉多州派克国家森林寻找两名迷路的徒步旅行者的报道:
无人机也被用来绘制2015年灾难性地震后尼泊尔的损失地图。在下面5分钟的视频中，无人机制造商DJI展示了大学生和助手如何与无人机技术合作评估损失。希望这项技术将有助于尼泊尔（或其他受影响地区）更好地规划和优先安排灾后重建工作：
与其他搜索和救援功能相比，无人机不仅更便宜、更安全、部署速度更快，而且它们的性能也优于老方法。
澳大利亚已经开始使用装有人工智能的无人机来探测鲨鱼，试图防止鲨鱼袭击。悉尼理工大学软件学院的研究助理纳宾·夏尔马博士说，人类从航空图像中识别鲨鱼的成功率只有20%-30%，但是他声称他们的算法有90%的成功率。视频展示了他们的系统是如何运作的:
未来的空中应用
未来，用于搜索和救援的无人机可能会更便宜、更好、更小、更智能，而且/或更多功能。正如鲨鱼探测的例子所显示的那样，自动化寻找人员或危险来源的过程正变得越来越容易。很可能在短期内，我们将有无人驾驶飞机在没有任何人类参与的情况下，自动巡逻水域或空气。无人机知道如何寻找遇险信号，比如燃烧的船只或正在挣扎的人，并自动改变救援方案。
另一个可能的用途可能是在未来几年内，你可以在空中搜寻一个迷路的徒步旅行者，而不是仅仅两三架大型无人机群几十成百上千的小型无人机聚集在一起。成群的无人机可以快速沟通以覆盖更多的区域并进行专门化。更大的无人机可以配备小型无人机，小到可以在树间飞行，也可以潜水和游泳在水中搜索。这在有洞穴的茂密森林中可能有用。
这是未来的研究人员哈佛怀斯学院他们正试图让自动机器人蜜蜂成为现实。他们正在开发非常小和轻型的无人机。他们用仿生翅膀代替传统的旋转叶片。这段视频显示，该设备游泳和出水:
这些机器人蜜蜂仍处于研发的早期阶段，但军方已经在完善这项技术成群的无人驾驶飞机沟通和合作。
总结关于搜救机器人的思考
搜救队的需求在很多方面反映了军方的需求。他们都在危险的环境中工作，他们想找到方法来收集信息，同时保证人员不受伤害，他们都在寻找人。
看军用机器人的发展很明显，这种技术已经渗透到了民用领域。军方研发的用来发现和杀死人的许多技术，现在正被用来发现和拯救人。当你试图了解搜索和救援领域机器人的未来时，不妨看看目前最先进的军事技术。军事市场比民用急救市场大得多，因此在可预见的未来，军事市场很可能成为许多此类发展的主要资金来源。
虽然机器人正在测试和部署一系列的搜索和救援功能，但已经广泛采用的技术是无人机。出于公共安全和商业原因购买和使用无人机的地方政府和私人组织的数量可能会增加在未来几年里，中国经济将以显著的速度增长。
鸟瞰图在几乎所有的灾难场景中都很有用，而且无人机比直升机更容易、更便宜、更安全。无人机不仅具有绘制区域地图的能力，而且由于有了人工智能，它们有可能在寻找物体方面超越人类——比如水中的鲨鱼、迷失在森林中的徒步旅行者、或失事船只或飞机残骸的碎片。
从长远来看，大型步行机器人的发展可能最终会改变游戏规则。这些系统不仅可以帮助找到人，而且能够将他们带离危险。
改进的搜救技术的价值不能仅仅从它拯救的生命数量来考虑。尽管这一点非常重要，但这些改进将影响数百万人。能够像在尼泊尔那样快速绘制地图和评估损失，可以帮助社区重建和更快地恢复。
标题图片来源：麦克默多集团
