德州农工大学(Texas A&M University)计算机科学与工程系教授罗宾·墨菲(Robin Murphy)博士已经应对了30场自然和人为灾难，其中机器人首次在灾难响应中使用，包括9·11恐怖袭击后的世贸中心遗址。
她最近刚从佛罗里达州的Surfside回来，那里12层的Champlain Towers South公寓楼在6月部分倒塌。墨菲解释了救援人员如何使用机器人在美国历史上最致命的建筑倒塌之一的废墟中搜索。
问:无人机和机器人是如何被用来搜寻受害者、检查损失和记录证据的?你能告诉我们使用的不同种类的机器人和它们执行的任务吗?
答:在Surfside和其他灾难中，大多数机器人都是飞行器或无人机。这些无人机通常体积小，价格便宜，在1000美元到4000美元之间，你可以在亚马逊上买到。更昂贵的带有一个小型热成像仪，可以配备射灯和双向音频。
在响应阶段，我们看到了无人机的五个主要用途:
- 战术救生行动，如了解损失程度、接入点、应急人员面临的危险、搜索受害者、发现火灾并帮助将水送到正确的地点，以及对应急人员进行一般性监督;
- 战略行动和规划，如制图;
- 结构法医证据收集，由国家标准与技术研究所建筑安全小组处理，迈阿密-戴德消防救援(MDFR)帮助，佛罗里达州立大学(FSU)和我自己作为备份培训;
- 向家属和新闻界提供公共信息，在不侵犯隐私和尊重失踪者的情况下显示灾难的范围;而且
- 一般协助，比如在任何可能的地方飞进公寓寻找宠物，帮助家庭记录公寓里的东西。对于宠物爱好者和我们兽医学校的响应人员，请注意，MDFR和FSU投入了大量精力寻找宠物，特别是在阳台上看到一只猫之后。MDFR和FSU的无人机在室内进行了几次非常具有挑战性的飞行，避开了瓦砾，但没有宠物的迹象。最后，作为最后的努力，救援人员进入了一个电梯，并在阳台上放置了一个动物陷阱，但无济于事。
问:你在Surfside待了多久，在大楼倒塌现场协助急救人员时扮演了什么角色?
答:我在Surfside工作了8天，协助佛罗里达州立大学的灾难事件响应小组，这是佛罗里达州的一个官方资产，分配给佛罗里达州第一特遣队(FL-TF1)。FL-TF1在迈阿密戴德消防救援部门的指导下运行。由大卫·梅里克(David Merrick)领导的佛罗里达州立大学(FSU)团队立即被召集起来，为应对行动提供额外的无人机和测绘专业知识。迈阿密-戴德消防救援一直在提供“根据需要”和“按需”的战术飞行，在倒塌后24小时全天候飞行——从黑暗中使用热成像和机载聚光灯开始。FSU一直在提供图像，作为应急人员和规划的基础地图。
无人机绘图在响应方面仍然相当新，因为它需要专门的软件来收集和后处理无人机图像。每班开始时，在废墟中工作的救援人员将最新的地图从无人机下载到他们的移动设备上，这样他们就有了最准确的信息，可以在搜索过程中进行搜索和抛针。本质上，它们是响应和恢复的“谷歌地球”。FSU还根据事故指挥需要，每天提供三到七次高程地图和一般地图。他们还在拆除前的下午飞行并创建了废墟和建筑物站立部分的3D重建。
虽然我的团队率先在灾难中使用无人机，并在2005年卡特里娜飓风中首次使用，但佛罗里达州立大学是世界上使用无人机应对灾难的领导者，并为佛罗里达州和联邦紧急事务管理局制定了程序和培训，我们正在将其纳入德克萨斯州的程序中。我的实验室，我的同事Camille Peres(公共卫生学院)和Ranjana Mehta (Wm Michael Barnes ' 64工业和系统工程系)，通过机器人辅助搜索和救援中心(CRASAR)与Merrick的团队合作，该中心曾经是德克萨斯A&M工程实验站中心，但现在是一个非营利组织。佛罗里达州立大学来帮助我们应对哈维飓风，我们也帮助他们应对艾尔玛飓风和迈克尔飓风，此外，我们还共同飞往基拉韦厄火山爆发。我们在无人机、人机交互和计算机视觉/机器学习救灾方面获得了多个国家科学基金会(NSF)的资助。
我在瑟夫赛德的角色微不足道。我在那里用无人机支持FSU，虽然我飞了两个任务，但我主要是在那里帮助他们飞行记录废墟，以帮助量化地面和空中机器人未来需要做的事情。
我也能建立联系。我联系了NIST建筑安全团队，该团队正在与无人机团队进行法医调查，这使NIST收集法医证据的能力更强。我领导了美国国家科学基金会为佛罗里达州立大学、德克萨斯农工大学和卡内基梅隆大学提供的快速资助，以收集和分析机器人数据。
问:使用了哪些地面机器人?在建筑物倒塌时使用地面机器人来加强人类救援人员的工作有什么优势?在废墟环境中使用机器人有什么挑战吗?
答:地面机器人在Surfside没有广泛使用，这似乎是典型的。我只记录了一次任务，听说还有第二次任务，但可能还有更多。相比之下，从6月25日至7月7日，FSU执行了169次任务(响应于7月7日结束，恢复阶段开始)，MDFR可能也执行了同样多的任务。
由于恢复工作仍在进行，涉及的机构很多，大量数据需要得到批准才能发布，因此很难获得信息;几个月后我们就会知道更多。在这两次任务中，它们都是拆弹小组机器人，大约有摩托车那么高，但宽度是摩托车的两倍。他们唯一的优势是能够进入建筑物的站立但不安全的部分，这降低了应急人员的风险，节省了时间，因为他们不需要支撑它来确保安全。
据我所知，一些小型可抛机器人First Look被运了下来，但没有被使用。他们的想法是，你可以把它们扔到建筑物的上层，或者越过一堵墙，或者在这种情况下，扔到一堆瓦砾上。他们来自我在世贸中心工作的一个团队当时CRASAR刚刚成立。这次坍塌似乎没有使用任何一个更小的，系着绳的机器人——蛇的大小和形状，或者看起来像一个迷你午餐盒大小的坦克，我们在9/11和911事件中使用过柏克曼广场倒塌，并已被用于Hackensack停车场坍塌以及墨西哥城地震。
这些机器人的优点是它们可以进入很小的空隙，有的小到3到6英寸宽，通常不到1.5英尺宽的洞——对人或狗来说太小了。而且它们通常能比管道镜或魔杖上的相机深入到废墟中，后者只能深入几英尺——事实上，世贸中心的机器人就深入到废墟中60英尺左右。许多机器人在高温下仍能工作，这意味着它们可以爬过仍在燃烧的地区，到达可能有幸存者的地区。此外，他们通常有双向音频，这意味着如果找到幸存者，救援人员可以与他们交谈。几年前，我们与德州第一特遣队的医务人员进行了一次精彩的练习。
除了帮助寻找幸存者，废墟中的机器人还能让结构专家看到废墟的内部情况。有人把它描述为一堆拾取棍棒:你不想开始移动碎片，因为你不知道什么可能会导致二次坍塌，杀死你试图救援的人。但有了机器人从内部观察，专家们可以更好地实时了解所有这些拾取棒，以及移动某个物体是否会导致其他物体摆动。
一方面，机器人可以用来同时做多件事来帮助做出反应，这是非常棒的。另一方面，设计用户界面和工作流程，使其不会在错误的时间给应答者带来过多的信息，这是很困难的，这是我们国家科学基金会和darpa资助的研究的一个主要方面。
不幸的是，地面机器人非常罕见，因为它们非常专业。幸运的是，由于很少有建筑物倒塌，因此没有经济诱因。虽然1000美元的无人机可以用于测绘，但用于碎石的地面机器人大约需要5万美元，这可能永远不会使用，这是相当昂贵的。正如我们在核事故中看到的，专门用于核事故的机器人都很旧，没有人真正熟悉使用它们，所以这些机器人没有被使用。相反，军队拆弹小组的机器人是主力，它们每天都被军队使用，大型警察部门也经常使用。与此同时，大多数城市消防和执法部门每周都会使用无人机。所以你要相信你所知道的。加速普及是我们一直在努力的事情杰森护城河在德州农工工程推广服务部工作。
问:在你的职业生涯中，你还应对过其他什么建筑倒塌事件吗?
答:在建筑物倒塌方面，我经历了四次:9/11世界贸易中心(这是第一次使用机器人进行响应)，佛罗里达州杰克逊维尔的伯克曼广场停车场倒塌(2007年)，德国科隆，档案馆大楼倒塌(2009年)和福岛第一核电站事故(2011年)，再加上两次矿难和一次地震。
问:关于你在Surfside的经历和观察，你还有什么想分享的吗?
答:实际上有两件事。其中之一是，当不需要戴安全帽时，我就戴上德州农工大学(Texas A&M)的栗色棒球帽。许多回复者对此进行了评论。每个人都知道Aggie的颜色和标志。
另一个是，Surfside让我想起了世界贸易中心。这是20周年纪念，所以它一直在我的脑海里，但它更让我想起了伯克曼广场的倒塌。伯克曼广场也是一个煎饼倒塌，也有一部分仍然存在。Surfside和Berkman广场的面积差不多——实际上受影响的面积约为两英亩。在杰克逊维尔，一名带着小孩的单身父亲被杀。我将永远记得杰克逊维尔消防救援部门的救援人员是多么努力地在废墟中搜寻，他们是多么关心。我在Surfside也看到了这种努力和关心。但是在Surfside的生命损失是如此之大，这为受害者增加了更大的悲剧和恐怖感-甚至对救援人员更加钦佩。看到无人机在帮助他们，还有点骄傲。
凯特琳·克拉克的这篇文章最初发表在《德州农工今日》上。