无人机与机器人技术在灾害救援中的工程化应用研究

引言：

根据目前实际情况来讲，各类灾害事件频发，对消防救援队伍提出了全新要求。地震、森林火灾以及泥石流等灾害，不光灾害类型比较复杂，救援难度也相对较高，对公共安全造成一定危害。无论各种灾害救援，都需要对救援方法进行创新，并且得到新技术的支持，才能确保灾害救援质量。将无人机和机器人技术应用在灾害救援中，可以及时获取灾害现场数据，确保消防救援人员安全，抓住救援工作的最佳时机，满足消防救援要求。

一、无人机与机器人技术在灾害救援中工程化应用的重要性

在无人机与机器人技术稳定发展的背景下，需要在灾害救援中广泛应用，发挥出新技术的优势，为消防救援工作提供良好环境。在实践角度来看，无人机与机器人技术在灾害救援中应用的重要性如下：

（一）灾情侦察

灾害类型相对较多，在灾害救援工作开展时，首先需要了不起的地理信息，了解灾害的类型以及特点才能制定相应的救援措施。通过无人机和机器人技术，可以提前进入灾害现场，通过无人机实现空中侦察，机器人也能进入现场，收集灾情初期关键信息。相比于救援人员收集情报来讲，无人机可以实现5km 覆盖，机器人进入灾害现场，也能避免出现风险，同时智能设备也能将捕捉的信息及时传回消防数据平台，为消防救援工作顺利开展提供保障。

（二）避免出现通信中断

对于一些地形复杂的灾害区域，在灾害信息传输中可能出现信号中断的情况。合理应用无人机和机器人技术，可以得到远距离通信基站的支持，信号传输距离更远。大部分无人机以及机器人，主要采用集群工作模式，可以合理避免通信中断等问题。在无人机和机器人技术应用中，与自组网技术相结合，采用了全新的通信模式，在5km 范围内也能支持语音和视频，确保数据及时同步，保证灾害救援稳定开展。

（三）搭载灭火救援设备

对于无人机和机器人来讲，可以搭载消防水带以及灭火弹，逐渐提升灾害救援能力。在无人机和机器人技术应用过程中，合理 AI 模型以及智能算法，应对复杂的火场环境，根据现实需求制定无人机飞行路线以及机器人行动路径。无人机和机器人使用过程中，可以与地面消防设备进行联动，及时完成灾害侦察和预警，保证相关救援任务顺利执行。另外，无人机技术和边缘计算技术相结合，在通信中断的情况下，可以自主对通信路径进行选择，预防出现通信中断。新的智能设备协作，灾害救援效率可以提升 20% ，同时也能解决应急救援响应问题。

（四）实现物资运输和投送

在灾害救援工作开展时，需要快速完成装备和物资等补给投送，在常规物资投送方式使用过程中，受传输距离和载荷过大等问题影响，物资投送难度相对较大。在无人机和机器人技术应用后，可以合理应对场景产生的影响，并且在确定投送目标后，可以节省物资投送时间，确保投送安全，为救援工作提供保障。另外，无人机和机器人不会受到灾害现场有毒气体的影响，物资投送方案相对灵活，可以为多种救援提供支持。无人机和机器人中搭载拍摄设备，实时观察灾害现场结构发生的变化，对异常问题进行快速反应，达到安全救援的理想目标[1]。

二、无人机与机器人技术在灾害救援中工程化应用方案

（一）无人机技术在灾害救援中的工程化应用措施

对于灾害救援工作来讲，救援队伍需要重视无人机技术的应用，根据灾害类型完成人员搜救以及现场探测。在无人机技术应用中，可以通过热红外线以及微光夜视等技术，对灾害现场进行及时搜索，确定被困人员的位置，达到及时救援的目标。无人机技术搭载高灵敏探测仪器的，对于倒塌的建筑，及时完成金属构件定位，同时也能对水下进行探测，可以适应多种灾害的救援需求 [2]。灾害救援过程中需要实现环境消杀，通过无人机技术搭载的喷雾系统，在制定具体的巡航路线后，实现全域进行消杀，避免出现病毒传播等问题，降低灾害产生的影响。

在无人机技术工程化应用过程中，需要重视隐私和数据安全，对获得的救援图像进行及时加密，预防出现数据安全风险。对于所有无人机，需要考虑硬件和软件设备的兼容性，制定统一的认证和管理方法，在数据交互过程中，达到数据集成的目标。在灾害救援中，应用中大型无人机难度相对较大，在此类无人机使用时，需要分析救援需求，配合救援队伍同时开展工作，大型无人机的效能才能得以发挥。在新时代背景下，消防队伍应用无人机技术时，需要创新算法，重视氢燃料电池和固态电池的应用，增加无人机的载荷量，提升无人机的运行时间，满足应急救援全天候的需求。无人机使用中需要重视网络管理，避免出现延迟过高等情况，重点研究耐高温和抗电磁干扰的无人机，适应不同的救援环境，解决灾害救援工作常见的问题。

（二）机器人技术在灾害救援中工程化应用

将机器人技术应用在灭火救援工作中，需要考虑机器人的仿生功能，根据不同灾害类型，选择足式机器人、蛇形机器人以及飞行机器人等，达到灾害救援需求。不同种类的机器人，可以在搜救、现场勘察、疏散等方面发挥着一定作用。对于大部分机器人来讲，主要将物理特性和机器人技术相融合，确保在灾害救援中具有良好的性能，顺利执行救援任务。在足式机器人使用中，此类机器人具有较大的自由度，可以适应灾害地形，特别是矿井下搜救任务，机器人可以发挥较大的作用。此类机器人可以完成攀爬、跳跃和视频传输，并且具有低成本等特点，在灾害救援中得到了广泛应用 [3]。

另外，群体机器人优势相对明显，将此类机器人应用在灾害救援中，可以实现机器人交互作业，应对复杂的环境，为消防救援人员提供支持。群体机器人在面对危险情境时，某个机器人出现故障，不会影响任务的整体推进，其他机器人仍可以进行搜索和救援，提升灾害救援的成功率。在群体机器人应用过程中，还需关注协调和管理问题，对每个机器人进行合理评估，综合环境情况，增加机器人之间的互动，制定合理的救援路线，满足灾害救援的现实需求。

结束语：

综上所述，现阶段应急救援难度逐渐增加，为了达到理想的救援效果，需要重视无人机和机器人技术的应用，将其变成重要的救援工具，合理应对危险的救援环境。在无人机和机器人技术未来发展中，需要朝着微型化智能化方向逐步迈进，合理应用仿生技术以及 AI 技术，应对复杂的救援场景，为灾害救援提供保障。无人机和机器人各有独特的优势，消防救援队伍仍需加强此方面的研究，为灾害救援任务顺利开展提供可靠的支持。

参考文献：

[1] 赵江林 , 谭永仓 , 李亮 , 等 . 地震灾害救援队技术能力的构建分析与探究 [J]. 消防界 ( 电子版 ),2023,9(04):44-46.

[2] 张博闻 . 无人机航空遥感系统在灾害应急救援中的应用 [J]. 中国高新科技 ,2022,(21):159-160.

[3] 谷海红 , 郑金松 , 蒋庆刚 , 等 . 基于多旋翼无人机在灾害现场救援中的应用 [J]. 南方农机 ,2021,52(08):90-91.