新華社北京4月2日電　科普丨改寫“生死時(shí)速”的地震救援科技

  新華社記者葛晨　孫晶

  地震是一種破壞力巨大的自然災(zāi)害，造成嚴(yán)重的即時(shí)傷害和次生災(zāi)害，救援難度大。多種科技手段可提升救援效能，救援設(shè)備正在向便攜化、一體化、智能化等方向發(fā)展，助力救援人員與死神賽跑。

  搜尋幸存者的生命探測(cè)手段

  “里面有人嗎，敲敲東西發(fā)出聲音！”這是震后搜救時(shí)救援人員尋找幸存者的常見(jiàn)情景。然而并非每位幸存者的回應(yīng)都能被人耳聽(tīng)到，這時(shí)就需要“上科技”。

  北京藍(lán)天救援隊(duì)提供的信息顯示，在磚石瓦礫里尋找幸存者需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)廢墟規(guī)模和場(chǎng)景使用合適的生命探測(cè)儀，這也是國(guó)際通用的地震救援手段。常用的生命探測(cè)儀主要分為視頻、音頻和雷達(dá)三類。

  視頻生命探測(cè)儀也被稱為“蛇眼”，通常使用軟線或探桿連接控制系統(tǒng)，可深入狹小空間內(nèi)部，一些“蛇眼”還具備補(bǔ)光、紅外線和對(duì)講功能。

  音頻生命探測(cè)儀搭載音頻采集探頭，通過(guò)采集建筑物內(nèi)部聲波或震動(dòng)判斷是否有生命跡象，一般在較為安靜的環(huán)境下使用。

  雷達(dá)生命探測(cè)儀可通過(guò)電磁波穿透非金屬障礙物探測(cè)生命跡象，最早使用單維雷達(dá)，僅可判斷是否有生命跡象；目前救援多采用二維雷達(dá)，通過(guò)二維圖像顯示，可了解被困者位置、姿態(tài)等信息。

  隨著人工智能、衛(wèi)星技術(shù)等發(fā)展，生命探測(cè)儀的科技含量近年來(lái)也不斷升級(jí)：美國(guó)機(jī)器人公司ReconRobotics研發(fā)出能夠探測(cè)復(fù)雜環(huán)境的可投擲微型機(jī)器人；2023年土耳其地震，救援人員使用先進(jìn)信號(hào)處理技術(shù)和算法降低生命探測(cè)儀誤報(bào)率等。

  開(kāi)辟救援通道的破拆頂撐器械

  “地震不殺人，建筑殺人”是國(guó)際防災(zāi)領(lǐng)域的常見(jiàn)表述。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)站顯示，地震中最大的危險(xiǎn)是對(duì)人造建筑和自然結(jié)構(gòu)及其內(nèi)容物造成的震動(dòng)，導(dǎo)致坍塌，致人傷亡。要想在坍塌建筑里打開(kāi)救援通道，必須使用到破拆裝備。

  北京市消防救援總隊(duì)特種災(zāi)害救援處副處長(zhǎng)田野接受記者采訪時(shí)說(shuō)，大型破拆裝備除了建筑工程使用的推土機(jī)、挖掘機(jī)，還有用來(lái)打碎混凝土的鑿巖機(jī)、用于傳送勘察現(xiàn)場(chǎng)儀器的混凝土打孔機(jī)等，小型設(shè)備包括用于移除門框、電線等雜物的角磨機(jī)、剪斷鋼筋等硬物的液壓剪切鉗、狹小空間內(nèi)破拆混凝土與沖鉆功能一體的沖擊錘等。

  田野說(shuō)，集“小型、輕便、大功率”等特征為一體是破拆工具的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

  救援通道打開(kāi)后，還需使用頂撐工具，為救援通道創(chuàng)造更多安全空間。傳統(tǒng)的千斤頂是最常用的大范圍頂撐工具；輕便的液壓剪擴(kuò)鉗除了能剪斷鋼筋等硬物，也能反向起到支撐作用；頂撐氣囊使用氣瓶充氣，是小范圍頂撐的絕佳選擇。

  多次派遣隊(duì)員參與國(guó)內(nèi)外地震救援的北京藍(lán)天救援隊(duì)表示，除了用機(jī)械設(shè)備，救援人員還會(huì)現(xiàn)場(chǎng)用木材等制作三維支撐、門窗支撐，對(duì)救援通道進(jìn)行穩(wěn)定加固，防止救援期間出現(xiàn)二次坍塌。

  聯(lián)通“信息孤島”的通信定位保障

  地震造成的基礎(chǔ)設(shè)施損毀會(huì)帶來(lái)一時(shí)難以恢復(fù)的大面積通信中斷，使災(zāi)區(qū)成為與外界隔絕的“信息孤島”。聯(lián)合國(guó)減少災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)辦公室發(fā)布的報(bào)告顯示，“信息孤島”導(dǎo)致的數(shù)據(jù)共享不足會(huì)顯著降低救援效率。

  田野說(shuō)，恢復(fù)通信是救援隊(duì)進(jìn)入地震現(xiàn)場(chǎng)的首要工作之一。救援隊(duì)通常在第一時(shí)間組建局域無(wú)線電通信來(lái)保障隊(duì)員之間語(yǔ)音通話需求；長(zhǎng)距離通信往往使用銥星等衛(wèi)星電話設(shè)備，還可架設(shè)海事衛(wèi)星終端來(lái)實(shí)現(xiàn)視頻通信。

  救援隊(duì)通常會(huì)全員配備衛(wèi)星定位設(shè)備，使用北斗、GPS等衛(wèi)星定位系統(tǒng)掌握隊(duì)員在大范圍現(xiàn)場(chǎng)的分布情況；在隊(duì)員進(jìn)入廢墟內(nèi)部后，救援隊(duì)可利用慣性導(dǎo)航定位跟蹤，模擬還原他們的行進(jìn)路線。

  隨著技術(shù)發(fā)展，一些救援隊(duì)使用便攜式基站、無(wú)人機(jī)或氣球搭載空中基站來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋。基站既能保障救援溝通需求，也有望讓幸存者手機(jī)恢復(fù)信號(hào)，進(jìn)而用信號(hào)定位等手段提升救援效率。

  “機(jī)器換人”的智能裝備

  地震現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)復(fù)雜，一些救援區(qū)域甚至難以行走，“機(jī)器換人”的方法為救援人員節(jié)省不少精力和時(shí)間，智能無(wú)人裝備也成為地震救援科技的發(fā)展方向。

  四足機(jī)器人可搭載生命探測(cè)儀等設(shè)備進(jìn)入廢墟尋找幸存者，極大拓展探測(cè)范圍；無(wú)人機(jī)除了投遞藥品、食物等，還可提供緊急照明、搭載生命探測(cè)儀、空中基站等，諸多方案已成功在救援中實(shí)踐。

  智能裝備還有望做到在危險(xiǎn)環(huán)境中完全替代人類實(shí)施救援。中國(guó)宇樹(shù)科技的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了完全仿人的自然行走；美國(guó)波士頓動(dòng)力公司的新版Atlas機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了在工廠內(nèi)不同儲(chǔ)物柜之間靈活搬運(yùn)零件，該公司還研發(fā)出適用于多種災(zāi)難場(chǎng)景搜救的機(jī)器狗……近年來(lái)，賦予機(jī)器人多模態(tài)感知能力的具身智能技術(shù)迅猛發(fā)展，有望未來(lái)為地震救援中的“機(jī)器換人”開(kāi)啟更多應(yīng)用情景。